Λύσεις τράπεζας θεμάτων φυσική γενικής Β΄ λυκείου Δ θέμα 15552

Andromeda galaxy

Ο γαλαξίας της Ανδρομέδας, η ομορφιά του σύμπαντος .

Σας παρουσιάζουμε μια άσκηση που συνδυάζει την δύναμη Coulomb, την ένταση, το δυναμικό και το έργο της ηλεκτρικής δύναμης.

Δείτε και αυτό είναι η νέα μας προσπάθεια (με ανανεωμένο εβδομαδιαίο πρόγραμμα)

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

ΘΕΜΑ Δ

Ένα σωματίδιο είναι ακίνητο και φέρει ηλεκτρικό φορτίο Q = 4 μC.

Δ1. Να υπολογίσετε την ένταση και το δυναμικό σε ένα σημείο Α του πεδίου που δημιουργεί το φορτίο Q και απέχει 2 cm από αυτό.

Δ2. Στο σημείο Α τοποθετούμε σημειακό φορτίο q1 = – 2 nC. Να υπολογίσετε το μέτρο της δύναμης που θα δεχθεί το σημειακό φορτίο από το πεδίο.

Δ3. Σε ένα δεύτερο σημείο Β, η ένταση του πεδίου που δημιουργεί το φορτίο Q, είναι υποτετραπλάσια από την ένταση του πεδίου στο σημείο Α. Να υπολογίσετε το δυναμικό στο σημείο Β.

Δ4. Για ένα τρίτο σημείο Γ, ισχύει ότι το έργο της δύναμης του πεδίου για τη μετακίνηση ενός δοκιμαστικού ηλεκτρικού φορτίου q από το Α στο Γ, είναι το μισό από το έργο της δύναμης του πεδίου για τη μετακίνηση του ίδιου δοκιμαστικού φορτίου q από το Α στο Β. Να βρείτε την απόσταση του σημείου Γ από τη πηγή του πεδίου.

Δίνεται η ηλεκτρική σταθερά kc = 9·109 N·m2 / C2 και 1 nC = 10-9 C.

Λύση

Δ1.

Η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου που δημιουργεί το σημειακό φορτίο Q στο σημείο Α :

ΕΑ = kc·|Q| / rΑ² ⇒ ΕΑ = 9·109·4·10-6 / (2·10-2)² ⇒ ΕΑ = 9·10N / C .

To δυναμικό στο σημείο Α :

VΑ = kc·Q / rΑ ⇒ VΑ = 9·109·4·10-6 / (2·10-2) ⇒ VΑ = 18·105 Volt .

Δ2.

15552 d thema gen_1

H ένταση στο σημείο Α ορίζεται :

ΕΑ = Fc,1 / q⇒ Fc,1 = q1·ΕΑ  ⇒ Fc,1 = – 2·10-9·9·10⇒ Fc,1 = – 18·10-2 N .

Η φορά της Fc,1 είναι αντίθετη της έντασης ΕΑ , όπως βλέπουμε στο σχήμα, αυτό δηλώνει το μείον στο αποτέλεσμα μας .

Δ3.

Η εκφώνηση μας δίνει :

ΕΒ = ΕΑ / 4 ⇒ kc·|Q| / rΑ² = (kc·|Q| / rΒ²) / 4 ⇒ 1 / rΑ² = 4 / rΒ² ⇒ rΒ² = 4·rΑ² ⇒ rΒ = 2·rΑ .

Το δυναμικό στο σημείο Β :

VΒ = kc·Q / rΒ ⇒ VΒ = kc·Q / (2·rΑ) ⇒ VΒ = VΑ / 2 ⇒ VΒ = 9·105 Volt .

Δ4.

Το έργο της δύναμης Coulomb κατά την μετακίνηση του φορτίου q από το σημείο Α στο σημείο Γ :

WFc , A → Γ = q·(VA – VΓ) .

Το έργο της δύναμης Coulomb κατά την μετακίνηση του φορτίου q από το σημείο Α στο σημείο Β :

WFc , A → Β = q·(VA – VΒ) .

Η εκφώνηση αναφέρει :

WFc , A → Γ = ½·WFc , A → Β ⇒ q·(VA – VΓ) = ½·q·(VA – VΒ) ⇒ VA – VΓ = ½·(VA – VΒ) ⇒ 2·VA – 2·VΓ = VA – VΒ ⇒ 2·VA – VA = 2·VΓ – VΒ ⇒

VΓ = (VA + VΒ) / 2 ⇒ VΓ = (18·105 + 9·105) / 2 ⇒ VΓ = 13,5·105 Volt .

Το δυναμικό στο σημείο Γ :

VΓ = kc·Q / rΓ ⇒ rΓ = kc·Q / VΓ ⇒ rΓ = 9·109·4·10-6 / (13,5·105) ⇒ rΓ = 2,7·10-2 m .

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 15552

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