Ładunek punktowy Q wytwarza pole elektrostatyczne. Na umieszczony w punkcie A ładunek q działa siła o wartości 0,27 [N]. Jaka siła działa na ładunek trzy razy większy umieszczony w punkcie B? Rysunek oi40.tinypic.com/27wu2wj.jpg Pozdrawiam

Ładunek punktowy Q wytwarza pole elektrostatyczne. Na umieszczony w punkcie A ładunek q działa siła o wartości 0,27 [N]. Jaka siła działa na ładunek trzy razy większy umieszczony w punkcie B? Rysunek oi40.tinypic.com/27wu2wj.jpg Pozdrawiam
Odpowiedź

Mamy liniowe pole elektrostatyczne (centralne, wzdłuż lini pola centralnego znajdują się ładunki). Siła elektrostatyczna jest wprost proporcjonalna do ładunku umieszczonym w polu elektrostatycznym (jeśli ładunek jest większy to tym większa jest siła tego ładunku). Natomiast ta sama siła jest odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości ładunku od jakiegoś innego ładunku Q (to znaczy ile razy ładunek się oddala tyle razy (do kwadratu) maleje siła elektrostatyczna). Zatem przechodząc do naszego zadania: Jeśli ładunek w punkcie A ma siłę równą [latex]F_{el1} = 0,27N[/latex], to siła ta wyraża się wzorem: [latex]F_{el1} = k frac{Qq}{r^{2}} = 0,27N[/latex] SIła elektrostatyczna drugiego ładunku q wyraża się wzorem [latex]F{el2} = k frac{Q*3q}{(3r)^{2}}[/latex], ponieważ wartość ładunku dla naszego  [latex]q{2} = 3q[/latex], a odległość od ładunku źródłowego [latex]Q[/latex] wzrosła z r do 3r (zobacz sobie rysunek. Zatem jedyne co musimy zrobić to obliczyć stosunek siły pierwszego ładunku [latex]q_{1}[/latex] do siły drugiego ładunku [latex]q_{2}[/latex] . [latex] frac{F_{el1}}{F_{el2}}[/latex]. Teraz podstawiamy za każdą z sił wzór, który zapisaliśmy powyżej: [latex] frac{F_{el1}}{F_{el2}} =k frac{Qq}{r^{2}} : k frac{Q*3q}{(3r)^{2}} [/latex]. Ponieważ mamy dzielenie ułamków przez siebie, to zgodnie z zasadami dzielenia ułamków mnożymy przez odwrotność drugiego ułamka, czyli: [latex] frac{F_{el1}}{F_{el2}} =k frac{Qq}{r^{2}} * frac{(3r)^{2}}{ k* Q*3q} [/latex]. Dokonujemy redukcji wyrazów podobnych stałej [latex]k[/latex]: [latex] frac{F_{el1}}{F_{el2}} = ot {k} frac{Qq}{r^{2}} * frac{(3r)^{2}}{ ot {k}* Q*3q} [/latex] oraz ładunków [latex]Q[/latex] i [latex]q[/latex] [latex] frac{F_{el1}}{F_{el2}} = frac{ ot {Q} ot {q}}{r^{2}} * frac{(3r)^{2}}{ ot {Q}*3 ot {q}} [/latex] oraz odległości [latex] r[/latex] [latex] frac{F_{el1}}{F_{el2}} = frac{ ot {9} 3 ot{r^{2}}}{ ot {3} ot {r^{2}}} [/latex] i ostetecznie dostajemy: [latex] frac{F_{el1}}{F_{el2}} = 3 [/latex] Przekształacając wzór (bo cały czas szukamy wartości siły [latex]F_{el2}[/latex]) [latex] F_{el2} = frac{F_{el1}}{3} [/latex] skoro [latex]F_{el1} = 0,27N[/latex] to [latex]F_{el2} = frac{0,27N}{3} = 0,09N[/latex] Odp: Na ładunek 3 razy większy umieszczony w punkcie B pola działa siła równa 0,09N.

Dodaj swoją odpowiedź