str1

Elektrostatyka

1.    Na rysunku nr 1 przedstawiono trzy układy złożone z elektronu e i dwóch protonów p. Uszereguj układy zgodnie z wartością wypadkowej siły elektrostatycznej oddziaływania protonów na elektron, zaczynając od wartości największej. Czy dla układu (c) kąt między wypadkową siłą, działającą na elektron i prostą, oznaczoną przez (d) jest mniejszy, czy większy od 45°?

2.    Na rysunku nr 2 przedstawiono dwie cząstki: cząstkę o ładunku ql = +8q, umieszczoną w początku układu, i cząstkę o ładunku q2 = -2q, umieszczoną w punkcie o współrzędnej x = L. W którym punkcie (poza nieskończenie odległymi) należy umieścić proton, aby znalazł się w stanie równowagi (tzn. aby wypadkowa siła, działająca na proton, była równa zeru?) Czy jest to stan równowagi trwałej, czy nietrwałej?

3.    Jądro w atomie żelaza ma promień około 4-10'¹³ m i zawierają 26 protonów. Jaka jest wartość odpychającej siły elektrostatycznej, działającej między dwoma protonami, jeśli znajdują się one w maksymalnej odległości? Jaka jest wartość siły grawitacyjnej działającej między tymi dwoma protonami?

4.    Ile wynosić musi odległość między ładunkiem punktowym ql = 26 pC i ładunkiem punktowym q2 = - 47 pC, aby siła elektrostatyczna ich oddziaływania miała wartość 5,7 N?

5.    Dwie jednakowo naładowane cząstki, znajdujące się początkowo w spoczynku, w odległości 3,2-10'¹⁵m, zaczęły się poruszać. Zaobserwowano, że początkowe przyspieszenie pierwszej cząstki wynosiło 7 m/s2, a drugiej 9 m/s2. Jeśli masa pierwszej cząstki wynosi 6,3-10" kg, to ile wynoszą: a) masa drugiej cząstki, b) wartość ładunku każdej cząstki?

6.    Dwie identyczne przewodzące kule, których środki są odległe o 50 cm, przyciągają się wzajemnie siłą elektrostatyczną o wartości 0,108 N. Następnie kule połączono cienkim przewodnikiem. Po usunięciu przewodnika kule odpychają się wzajemnie siłą elektrostatyczną o wartości 0,036 N. Ile wynosiły początkowe ładunki na kulach?

7.    Ile wynosi w kulombach całkowity ładunek 75 kg elektronów?

8.    Na szalce wagi wisi na jedwabnej nitce kulka A zrównoważona odpowiednimi ciężarkami. Pod kulką A umieszczono w odległości d =10 cm od niej kulkę B takiej samej wielkości. Gdy kulkę B naelektryzowano i zetknięto z kulką A, trzeba było dla odzyskania równowagi zdjąć z szalki odważnik P = 0,098 kg. Obliczyć pierwotny ładunek kuli B, ile odważników należało by zdjąć z szalki, gdyby przed naelektryzowaniem obie kulki były zanurzone w terpentynie. Stała dielektryczna terpentyny e_r = 2,5.

9.    Dwie jednakowe kuleczki o masie m = 0,4 g każda, wiszą jedna obok drugiej na jedwabnych nitkach o długości 1 = 20 cm każda. Jakimi ładunkami należy naelektryzować te kuleczki, aby odległość pomiędzy nimi była równa d = 5 cm?

10.    Dwie jednakowe kuleczki o masie m = 0,25 g każda wiszą, stykając się jedna obok drugiej na jedwabnych nitkach o długości 1 = 20 cm każda. Jakimi ładunkami należy naelektryzować te kuleczki, jeżeli nitki utworzyły kąt a = 19°.