Λύσεις τράπεζας θεμάτων φυσική γενικής Β΄ λυκείου Δ θέμα 15373

art with curves and stripes

Η φωτογραφία μας δείχνει μια ψηφιακή δημιουργία ενός καλλιτέχνη. Η τέχνη και η φυσική έχουν σχέση .

Σας παρουσιάζουμε μια άσκηση από την δύναμη Coulomb , την ένταση και το δυναμικό ηλεκτροστατικού πεδίου Coulomb .

Δείτε και αυτό είναι η νέα μας προσπάθεια.

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

ΘΕΜΑ Δ

Δύο σφαιρίδια Α, Β αμελητέων διαστάσεων έχουν ηλεκτρικά φορτία QA = +1 μC και QB = -4 μC αντίστοιχα. Τα σφαιρίδια είναι στερεωμένα ακίνητα σε απόσταση 6 cm, το ένα από το άλλο. Ονομάζουμε Μ το μέσο του ευθυγράμμου τμήματος ΑΒ και επίσης δίνεται η ηλεκτρική σταθερά k = 9·109 N∙m2 / C2 .

Δ1. Να σχεδιάσετε τα δύο σφαιρίδια, καθώς και την ηλεκτρική δύναμη που ασκείται στο σφαιρίδιο Β από το σφαιρίδιο Α. Να υπολογίσετε το μέτρο της δύναμης αυτής.

Δ2. Να υπολογίσετε στο σημείο Μ το δυναμικό του ηλεκτρικού πεδίου που δημιουργείται από τα φορτία QA και QB.

Δ3. Να υπολογίσετε το μέτρο και να σχεδιάσετε το διάνυσμα της έντασης του ηλεκτρικού πεδίου που δημιουργείται από τα φορτία QA και QB στο σημείο Μ.

Δ4. Να υπολογίσετε το μέτρο και να προσδιορίσετε την κατεύθυνση της ηλεκτρικής δύναμης που θα ασκηθεί σε ένα σφαιρίδιο αμελητέων διαστάσεων, με φορτίο Q = – 2 μC, αν αυτό τοποθετηθεί στο σημείο Μ.

Λύση

Δ1.

15373 b gen_1

Στο φορτίο QA ασκείται από το φορτίο QΒ η δύναμη Coulomb FΒ , Α :

FΒ , Α = kc·│QΑ·QB│ / r² ⇒ FΒ , Α = 9·109∙1·10-6∙4·10-6 / (6·10-2)² ⇒ FΒ , Α = 10 N ,

με φορά αυτή που φαίνεται στο σχήμα, προς τα δεξιά .

Στο φορτίο QΒ ασκείται από το φορτίο QΑ η δύναμη Coulomb FΑ , Β :

FA , B = kc·│QB·QA│ / r² ⇒

οι δυνάμεις FΒ , Α και FΑ , Β είναι δυνάμεις δράσης – αντίδρασης , άρα ίσες κατά μέτρο

FA , B = FΒ , Α ⇒ FA , B = 10 Ν ,

με φορά αυτή που φαίνεται στο σχήμα, προς τα αριστερά .

Δ2.

Το δυναμικό στο σημείο Μ του ηλεκτροστατικού πεδίου που δημιουργεί το φορτίο Q:

VM , A = kc·QA / r ⇒ VM , A = 9·109∙1·10-6 / (3·10-2) ⇒ VM , A = 3·10Volt ,

το δυναμικό είναι μονόμετρο μέγεθος .

Το δυναμικό στο σημείο Μ του ηλεκτροστατικού πεδίου που δημιουργεί το φορτίο Q:

VM , B = kc·QB / r ⇒ VM , B = 9·109∙(- 4)·10-6 / (3·10-2) ⇒ VM , B = – 12·10Volt ,

το δυναμικό είναι μονόμετρο μέγεθος .

Το δυναμικό στο σημείο Μ συνολικά :

V= VM , A + VM , B ⇒ V= 3·10– 12·10⇒ V= – 9·10Volt .

Δ3.

15373 b gen_2

H ένταση στο σημείο Μ του ηλεκτροστατικού πεδίου που δημιουργεί το φορτίο Q:

ΕΑ = kc·│QΑ│ / r² ⇒ ΕΑ = 9·109∙1·10-6 / (3·10-2)² ⇒ ΕΑ = 1·10N / C ,

με φορά αυτή που φαίνεται στο σχήμα, προς τα δεξιά .

H ένταση στο σημείο Μ του ηλεκτροστατικού πεδίου που δημιουργεί το φορτίο Q:

ΕB = kc·│QB│ / r² ⇒ ΕB = 9·109∙4·10-6 / (3·10-2)² ⇒ ΕΑ = 4·10N / C ,

με φορά αυτή που φαίνεται στο σχήμα, προς τα δεξιά .

H ένταση στο σημείο Μ του ηλεκτροστατικού πεδίου συνολικά :

ΕΜ = ΕΑ + ΕB ⇒ ΕΜ = 1·10+ 4·10⇒ ΕΜ = 5·10Ν / C ,

με φορά αυτή που φαίνεται στο σχήμα, προς τα δεξιά .

Δ4.

15373 b gen_3

O ορισμός της έντασης του ηλεκτρικού πεδίου στο σημείο Μ είναι :

ΕΜ = FΜ / Q ⇒ FΜ = Q·ΕΜ ⇒ FΜ = – 2·10-6·5·10⇒ FΜ = – 10·10⇒ FΜ = – 100 Ν ,

με φορά αυτή που φαίνεται στο σχήμα (αντίθετη από την φορά της έντασης ΕΜ , αυτή είναι και η φυσική σημασία του αρνητικού προσήμου), προς τα αριστερά .

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 15373

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