1. Ένα σημειακό θετικό φορτίο Q

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "1. Ένα σημειακό θετικό φορτίο Q"

Πηνελόπεια Γερμανός
6 χρόνια πριν
Προβολές:

1 Τρείς ασκήσεις του ηλεκτροστατικού πεδίου με την συμπλήρωση ενός πίνακα μεγεθών 1. Ένα σημειακό θετικό φορτίο δημιουργεί γύρω του ηλεκτρικό πεδίο oulomb. Τέσσερα σημεία Α,,, Δ ανήκουν στην ίδια δυναμική γραμμή. Α. Να συμπληρωθεί ο παρακάτω πίνακας. Σημείο Α = 0,1m πηγή (m) 144N/ (N/) Δύναμη από το πεδίο σε φορτίο q = -1n (N) q = -1n λόγω 3 Δ 4 B. Ποιά είναι η τιμή του φορτίου της πηγής του πεδίου;. Να σχεδιασθεί το πεδίο (δυναμικές γραμμές) και οι ισοδυναμικές επιφάνειες που περνούν από τα σημεία Α,,, Δ. Δ. Αν το φορτίο q = -1n το φέρουμε στο σημείο εξηγείστε: Δ.1) αυτό προς τα που θα κινηθεί προς το ή το Δ; Δ.) με πόση κινητική ενέργεια περνάει από το ή το Δ; Δ.3)πόσο το έργο της ηλεκτρικής δύναμης του πεδίου κατά την μεταφορά Nm του φορτίου αυτού από έως το άπειρο. Δίνεται K = Οι όποιες βαρυτικές αλληλεπιδράσεις θεωρούνται αμελητέες. Απάντηση. Α. ια την ένταση - της 3ης γραμμής του πίνακα - χρησιμοποιούμε την σχέση E = K. ια την 4η γραμμή του πίνακα θα βρούμε την σχέση ένταση-δυναμικού. ασίλης Τσούνης 1 mail@btsounis.g

2 0 Έτσι γράφουμε E = K E = K (1) και V = K (). Από (1) και () παίρνουμε V=Ε... ια τη 5η γραμμή χρησιμοποιούμε την σχέση F = E q και για την 6η γραμμή την σχέση U =Vq... Σημείο Α Δ πηγή (m) (N/) Δύναμη από το πεδίο σε φορτίο q = -1n (N) q = -1n λόγω = 0,1m =0,m 3=0,3m 4=0,4m 144N/ 36N/ 16 N/ 9 N/ 14,4V 7,V 4,8V 3,6V N N N N -14, J -7,.10-9 J -4, J -3, J B. E = K -11 = E ,1 = = 9 K = Στο σχήμα φαίνονται οι ακτινικές δυναμικές γραμμές και οι σφαιρικές ισοδυναμικές επιφάνειες. Δ.1) Το φορτίο q που φέρουμε στο είναι αρνητικό και έλκεται από την θετική πηγή, άρα θα κινηθεί προς το. Και διαφορετικά: Το αρνητικό φορτίο κινείται πάντοτε προς μεγαλύτερα δυναμικά. Κάθε φορτίο κινείται πάντα προς περιοχές με μικρότερη A B q ασίλης Τσούνης mail@btsounis.g

3 δυναμική ενέργεια. Το έχει μεγαλύτερο δυναμικό και μικρότερη δυναμική ενέργεια... Δ.) Εμηχ() = Εμηχ() U + K = U + K -4, J +0 = -7,.10-9 J + K K, J Δ.3) W = q(v -V ) W = q(v - 0 ) W = U W = -4, J. Ένα σημειακό φορτίο δημιουργεί γύρω του ηλεκτρικό πεδίο oulomb. Α. Να συμπληρωθεί ο παρακάτω πίνακας. Σημείο Α πηγή (m) 115N/ (N/) λόγω q = -1μ 88N/ Δ 7N/ -144Volt 19.10J B. Αν το φορτίο q = -1μ το φέρουμε στο σημείο B εξηγείστε: B.1) αυτό προς τα που θα κινηθεί προς το A ή το ; B.) με πόση κινητική ενέργεια περνάει από το Α ή το ; B.3)πόσο το έργο της ηλεκτρικής δύναμης του πεδίου στη ανωτέρω μετακίνηση; 9 Nm Δίνεται K = Οι όποιες βαρυτικές αλληλεπιδράσεις θεωρούνται αμελητέες. Απάντηση: Α) Επειδή το δυναμικό είναι αρνητικό το φορτίο της πηγής είναι αρνητικό <0. 0 (). Από (1) και () EΔ = K E = -K (1), V = K Δ Ε 1 V Δ Δ Δ m παίρνουμε Δ = VΔ Δ EΔ ασίλης Τσούνης 3 mail@btsounis.g

4 U J U = qv V V = V = -19V q -10 V Δ V = K (3)... V = K (4) Από (3) και (4) παίρνουμε... = VΔ = 1,5m Με συνδυασμό των σχέσεων E = K, V = K και U = qv ι για τα σημεία Α,,,Δ συμπληρώνεται ο πίνακας ως ακολούθως... Σημείο Α Δ πηγή (m) (N/) q = -1μ λόγω 0,5m 1m 1,5m m 115N/ 88N/ 18N/ 7N/ -576Volt -88Volt -19V -144Volt J J J J B.1) Το φορτίο q = -1μ θα κινηθεί προς μεγαλύτερα δυναμικά...και προς μικρότερες δυναμικές ενέργειες... δηλαδή προς το. Ε = Ε U + K =U + K.) μηχ() μηχ() J + Κ = J +0.3) W = q(v -V ) W = J K J 3. Ένα ακίνητο φορτίο δημιουργεί γύρω του ηλεκτροστατικό πεδίο. Σε σημείο Α αφήνουμε ένα άλλο σημειακό φορτίο q το οποίο λόγω πεδίο έχει δυναμική ηλεκτρική ενέργεια U = A. Εξηγείστε ποιά από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστή για το είδος των φορτίων και q. α) Και τα δύο φορτία είναι σίγουρα θετικά. β) Και τα δύο φορτία είναι σίγουρα αρνητικά. γ) Τα φορτία είναι ομόσημα ( ομώνυμα) χωρίς να γνωρίζουμε αν είναι θετικά ή αρνητικά. δ) Τα φορτία είναι ετερομόσημα ( ετερώνυμα) χωρίς να γνωρίζουμε ποιό είναι θετικό και ποιό είναι αρνητικό. 4 ασίλης Τσούνης mail@btsounis.g

5 ε) Δεν μπορούμε να γνωρίζουμε τι από τα ανωτέρω συμβαίνει.. Να συμπληρωθεί ο παρακάτω πίνακας. Σημείο Α Δ πηγή (m) Κινητική ενέργεια του Δυναμική ηλεκτρική ενέργεια του φορτίου q Μηχανική Ενέργεια του 4 Απάντηση: Α) Επειδή η δυναμική ηλεκτρική ενέργεια είναι θετική και τα φορτία είναι ομόσημα χωρίς να γνωρίζουμε αν είναι θετικά ή αρνητικά.. Σημείο Α Δ πηγή (m) Κινητική ενέργεια του Δυναμική ηλεκτρική ενέργεια του φορτίου q Μηχανική Ενέργεια του 4 0J 0.10 J 0.10 J J J 0J 5 ασίλης Τσούνης mail@btsounis.g

Σχετικά έγγραφα

Κεφάλαιο 5: Στατικός Ηλεκτρισμός

Κεφάλαιο 5: Στατικός Ηλεκτρισμός Ο Θαλής ο Μιλήσιος (600 π.χ) παρατήρησε ότι αν τρίψουμε το ήλεκτρο (κεχριμπάρι) με ένα στεγνό μάλλινο ύφασμα αποκτά την ιδιότητα να έλκει μικρά κομματάκια από χαρτί, τρίχες