Elektrostatik kuch – muammolar va yechimlar
1. Agar statik elektr kuchi 144 N ga teng bo'lsa, ikkala zaryad orasidagi masofa qancha … (1 μC = 10 -6 C va k = 9.10 9 Nm2 .C -2 )?
Ma'lum:
Elektr kuchi ( F12 ) = 144 N
Zaryad 1 (q1 ) = 10 μC = 10 x 10 -6 C
Zaryad 2 (q2 ) = 4 μC = 4 x 10 -6 C
Doimiy (k) = 9 x 10 9 Nm 2 .C -2
C = Kulon, N = Nyuton, m = metr
Izlanayotgan: Ikkala zaryad orasidagi masofa (r)
yechim:
Kulon qonunining tenglamasi :
F = statik elektr kuchi, k = Kulon doimiysi, q = elektr zaryadi, r = ikkala zaryad orasidagi masofa
Ikkala zaryad orasidagi masofa (r) = 5 x 10 -2 metr = 5 x 10 -2 x 10 2 sm = 5 sm.
2. Ikki zaryad r masofa bilan ajratilgan . Agar statik elektr kuchi 3.6 N ga teng bo'lsa, ikkala zaryad orasidagi masofa qancha (1 μC = 10 -6 C va k = 9.10 9 Nm2.C -2 )?
Ma'lum:
Elektr kuchi (F12 ) = 3.6 N
Zaryad 1 (q1 ) = 9 μC = 9 x 10 -6 C
Zaryad 2 (q2 ) = 4 μC = 4 x 10 -6 C
Kulon doimiysi (k) = 9 x 109 Nm 2 .C -2
C = Kulon, N = Nyuton, m = metr
Izlanayotgan: Ikkala zaryad orasidagi masofa (r)
yechim:
Ikkala zaryad orasidagi masofa (r) = 0.3 m = 0.3 x 100 sm = 30 sm.
3. Quyidagi rasmda ko'rsatilgandek uch nuqtali zaryadlar. A nuqtadagi statik elektr kuchining kattaligi qanday (k = 9.10 9 Nm 2 .C -2 ; 1 μ = 10 -6 )
Ma'lum:
ayblash A (q)A) = -2 μC = -2 x 10-6 C
B zaryadi (q B ) = 8 μC = 8 x 10 -6 C
Zaryad C (q C ) = 4,5 μC = 4,5 x 10 -6 C
Kulon doimiysi (k) = 9 x 109 Nm 2 .C -2
A va B zaryadlar orasidagi masofa (r AB ) = 4 sm = 4 x 10 -2 m
A va C zaryadlar orasidagi masofa (r AC ) = 3 sm = 3 x 10 -2 m
C = Kulon, N = Nyuton, m = metr
Kerakli: A nuqtadagi statik elektr kuchi
yechim:
Kulon qonunining tenglamasi:
F = statik elektr kuchi , k = Kulon doimiysi , q = elektr zaryadi , r = ikkala zaryad orasidagi masofa
A nuqtadagi statik elektr kuchi:
4. Quyidagi rasmda ko'rsatilgandek uch nuqtali zaryadlar. B zaryadining Kulon kuchining kattaligi qanday (k = 9.10 9 Nm2.C -2 ; 1 μC = 10 -6 C ).
Ma'lum:
q A = 10 µC = 10 x 10 -6 C = 10 -5 Kulon
q B = 10 µC = 10 x 10 -6 = 10 -5 Kulon
q C = 20 µC = 20 x 10 -6 = 2 x 10 -5 Kulon
r AB = 0.1 metr = 10 -1 m
r BC = 0.1 metr = 10 -1 m
k = 9 x 10 9 Nm 2 C −2
Qidirilmoqda: B zaryadlovchisi boshdan kechirgan Kulon kuchi
yechim:
B zaryadiga ikkita Kulon kuchi ta'sir qiladi: A va B zaryadlari orasidagi Kulon kuchi (F AB ) va B va C zaryadlari orasidagi Kulon kuchi (F BC ). B zaryadi tomonidan yuzaga keladigan Kulon kuchi F AB va F BC ning umumiy kuchiga teng.
A va B zaryadlari orasidagi Kulon kuchi:
A zaryadi musbat, B zaryadi esa musbat belgi bilan belgilangan, shuning uchun F AB C zaryadini ko'rsatadi.
B va C zaryadlari orasidagi Kulon kuchi:
B zaryadi musbat, C zaryadi esa musbat belgi bilan belgilangan, shuning uchun F BC A zaryadini ko'rsatadi.
B zaryadi tomonidan ta'sirlangan Kulon kuchi:
F B = F BC – F AB = 180 – 90 = 90 N
B (F B ) zaryadiga ta'sir qiluvchi Kulon kuchi 90 Nyutonga teng. F B ning yo'nalishi F BC nuqtalarining A zaryadga ta'sir qilish yo'nalishi bilan bir xil.
5. B zaryadiga ta'sir qiluvchi Kulon kuchining kattaligi va yo'nalishini aniqlang ( k = 9 x 109 Nm2C −2 , 1 μC = 10 −6 C ).
Ma'lum:
A (q A ) = +Q zaryadi
B zaryadi (q B ) = -2Q
C zaryadi (q C ) = -Q
A va B zaryadlari orasidagi masofa (r AB ) = r
B va C zaryadlari orasidagi masofa (r BC ) = 2r
k = 9 x 10 9 Nm 2 C −2
Kerakli: B zaryadiga ta'sir qiluvchi Kulon kuchining kattaligi va yo'nalishi
yechim:
A va B zaryadlari orasidagi Kulon kuchi:
A zaryadi musbat, B zaryadi esa manfiy, shuning uchun F AB yo'nalishi A zaryadiga ishora qiladi.
B zaryadi va C zaryadi orasidagi Kulon kuchi:
B zaryadi manfiy, C zaryadi esa manfiy, shuning uchun F BC yo'nalishi A zaryadiga ishora qiladi.
B zaryadga sof kuch ta'siri:
F = FAB + F.BC = 2 k K2/r2 + 0.5 kQ2/r2 = 2.5 k K2/r2 = 2.5 k K2 r-2
Kuchning yo'nalishi A zaryadiga yoki chapga yo'naltirilgan.
