Aby zobaczyć rozwiązania musisz być zalogowany lub poprostu się zarejestrować
Rozwiązane przykładowe zadania z elektrostatyki
Zadanie 2.1
- Z jaką siłą przyciągają się w powietrzu dwie kulki o ładunkach Q1 = 10-6 C
i Q2 = -2 × 10-5 C z odległości r = 0.2 m?
- Z jaką siłą odpychają się w powietrzu dwie bardzo małe kulki zawierające ładunki
Q1 = 16 × 10-9 C i
Q2 = 28 × 10-9 C z
odległości r = 0.08 m?
|
Rozwiązanie:
Do obliczenia modułu siły przyciągania lub odpychania stosujemy prawo Coulomba:
.
Ponieważ ładunki znajdują się w obydwu przypadkach w powietrzu to( ε
r pow ≈ 1.0006), to w mianowniku wzoru można podstawić:
[Fm-1].
- Po podstawieniu danych dla przypadku 'a' (z dokładnością do jednego miesjca po kropce):
- Podaj wartość liczbową:
Zadanie 2.34
|
Dwie kule przewodzące o promieniach R = 2 cm zawierają ładunki
q1 = 4 μC i q2 = 2 μC
(patrz rysunek). Kule są w odległości a = 10 cm jedna od drugiej.
Obliczyć energię pola elektrostatycznego tego układu.
|
|
Rozwiązanie:
Rozpatrzymy najpierw pojedynczą kulę z ładunkiem. Kula odosobniona może być potraktowana jak kondensator kulisty, którego zewnętrzna okładka znajduje się w nieskończoności. Ponieważ pojemność kondensatora kulistego wynosi:
to dla r1=R i r2—›nieskończoność mamy C = 4πε0R . Energia zawarta w polu elektrostatycznym kuli wyniesie:
Gdyby kule z ładunkami q1 i q2 znajdowały się w nieskończenie dużej odległości, energie ich pól wynosiłyby:
Ponieważ kule znajdują się w odległości 'a', należy doliczyć jeszcze pracę jaką należy wykonać, aby jedną z kul przesunąć z nieskończoności do punktu odległego o 'a'.
