StronyT 55

3 Pole elektryczne

3 Pole elektryczne

3.1.

Prawo Coulomba. Natężenie pola elektrycznego. Potencjał.

Indukcja i strumień indukcji elektrycznej

3.1.    Dwa jednakowe ładunki punktowe umieszczone w próżni w odległości r = 10 mm od siebie odpychają się z siłą F = 0,72 • 10~³ N. Obliczyć wartość tych ładunków. Przenikalność elektryczna próżni e₀ = 8,854 • 10-¹² F/m.

3.2.    Odległość średnia między dwiema chmurami r — 5 km, a ładunki zgromadzone w chmurach =10 C i Q₂ = 20 C. Obliczyć siłę wzajemnego oddziaływania chmur.

T 3.3. Obliczyć siłę wzajemnego przyciągania się jądra atomu wodoru i elektronu krążącego po orbicie o promieniu średnim r = 5,29 ■ 10~^u m. Ładunek elektronu e = —1,6 • 10~¹⁹C. Ładunek protonu + 1,6- 10-¹⁹ C.

T* 3.4. Masa elektronu m_e = 9,11 • 10~³¹ kg, a promień średni orbity elektronowej atomu wodoru r — 5,29 • 10^-n m. Obliczyć prędkość liniową elektronu poruszającego się po orbicie. Ładunek elektronu e = —1,6 • 10~¹⁹ C.

3>5. Dwie jednakowo naładowane kulki o masie m = 0,5 g każda, zawieszone w jednym punkcie, wiszą na jedwabnych niciach o długości / = 20 cm. Obliczyć wartość ładunków obu kulek, jeżeli odległość między ich środkami po odepchnięciu się kulek r = 5 cm, przenikalność elektryczna względna ośrodka s_r — 1.

Rozzoiązanie

Z podobieństwa trójkątów (rys. 3.1) wynika, że

r

— — —, gdzie h = G    2 h

r \2 2

Podstawiając odpowiednie wyrażenia na F i G

g^{2    r}

4 tz e₀ r² mg ₂ |^//2 otrzymujemy po przekształceniu wzór na ładunek

r \2 ~2

= |^/^27T’⁸^

854 • 125 • 0,5 • 9,81 • 10~²¹

Óć

/ 169 10-¹⁸

13 • 10-⁹ C

T

3.6.

W wierzchołkach trójkąta równobocznego o boku a — 5 cm umieszczono ładunki punktowe q₁ = q_%= —q₃ = 0,2 pC. Obliczyć siły działające na poszczególne ładunki. Przenikalność elektryczna względna ośrodka e_r = 1.

55