Λύσεις τράπεζας θεμάτων φυσική γενικής Β΄ λυκείου Δ΄ θέμα 15510

capacitor-types

Βλέπετε στη φωτογραφία τα διαφορετικά μεγέθη και είδη των πυκνωτών από την μεγάλη ποικιλία που κυκλοφορούν στο εμπόριο.

Σας παρουσιάζουμε μια άσκηση από το ομογενές ηλεκτρικό πεδίο .

ΘΕΜΑ Δ

Στο ομογενές ηλεκτρικό πεδίο που απεικονίζεται στο πιο κάτω σχήμα, μετακινείται ένα σημειακό ηλεκτρικό φορτίο q = – 10-6 C, από το σημείο Α στο σημείο Β, κατά μήκος της καμπυλόγραμμης διαδρομής ΑΓΒ. Η μετακίνηση του ηλεκτρικού φορτίου q , γίνεται υπό την επίδραση της δύναμης του ηλεκτρικού πεδίου και μιας εξωτερικής δύναμης. Η τιμή του δυναμικού στο σημεία A είναι VA = 100 V και στο σημείο Β είναι V. Δίνεται ότι το έργο της δύναμης του ηλεκτρικού πεδίου κατά την μετακίνηση του φορτίο q από το σημείο Α στο σημείο Β είναι WAB = 7∙10-4 J και ότι το μέτρο της έντασης του ηλεκτρικού πεδίου είναι Ε = 104 N / C.

15510 b gen

Δ1. Να υπολογίσετε τη τιμή του δυναμικού του ηλεκτρικού πεδίου στο σημείο Β.

Δ2. Να υπολογίσετε το μέτρο της δύναμης που δέχεται το φορτίο q από το ηλεκτρικό πεδίο και να σχεδιάσετε το διάνυσμά της όταν το φορτίο q βρίσκεται στο σημείο Γ.

Δ3. Να αποδείξετε ότι το έργο της δύναμης, που ασκείται στο φορτίο q από το ηλεκτρικό πεδίο, αν αυτό αναγκαστεί να μετακινηθεί κατά μήκος της ίδιας καμπυλόγραμμης διαδρομής αλλά αντίστροφα από το Β προς το Α (Β → Γ →  Α) είναι αντίθετο από το έργο WΑΒ .

Λύση

Δ1.

Το έργο της δύναμης Coulomb Fc :

(εξαρτάται μόνο από την αρχική και τελική θέση, γιατί η Fc είναι διατηρητική δύναμη.)

WFc , A → B = q·(VA – VB) ⇒ WFc , A → B = q·VA – q·VB ⇒ q·VB = q·VA – WFc , A → B ⇒ VB = (q·VA – WFc , A → B) / q ⇒ VB = (VA – (WFc , A → B / q)) ⇒ VB = (100 – (7·10-4 / (- 10-6)) ⇒ VB =  800 Volt .

Δ2.

15510 b gen_1

H ένταση του ηλεκτρικού πεδίου είναι :

Ε = Fc / q ⇒ Fc = q·E ⇒ Fc = -10-6·104 ⇒ Fc = – 10-2 N .

Το μείον δηλώνει ότι η φορά της δύναμης είναι αντίθετη της φοράς της έντασης επειδή το φορτίο q < 0 .

Δ3.

WFc , B → A = q·(VB – VA) ⇒ WFc , B → A = q·(VB – VA) ⇒ WFc , B → A = – 10-6·(800 – 100) ⇒ WFc , B → A = – 7·10-4 joule .

(Όπως αναφέραμε και στο Δ1 δεν μας ενδιαφέρει η ενδιάμεση θέση Γ , γιατί το έργο της Fc εξαρτάται μόνο από την αρχική και τελική θέση, η  Fc είναι διατηρητική δύναμη .)

Ισχύει το  WFc , B → A = – WFc , A → B .

Προτείνουμε η άσκηση να δοθεί στους μαθητές σαν εργασία για το σπίτι.

Επιστρέψτε στη σελίδα που φιλοξενεί όλα τα θέματα Δ γενικής φυσικής.

Advertisements

2 thoughts on “Λύσεις τράπεζας θεμάτων φυσική γενικής Β΄ λυκείου Δ΄ θέμα 15510

Σχολιάστε

Εισάγετε τα παρακάτω στοιχεία ή επιλέξτε ένα εικονίδιο για να συνδεθείτε:

Λογότυπο WordPress.com

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό WordPress.com. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Twitter

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Twitter. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Facebook

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Facebook. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Google+

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Google+. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Σύνδεση με %s