Λύσεις τράπεζας θεμάτων φυσική γενικής Β΄ λυκείου Δ΄ θέμα 15512

force field 3

Force field with photoshop.

Σας παρουσιάζουμε ένα θέμα από την τράπεζα θεμάτων στην ηλεκτροστατική της Φυσικής Γενικής της Β΄ λυκείου.

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

ΘΕΜΑ Δ

Δύο ακίνητα σημειακά φορτία Q1 = – 12∙10-6 C και  Q2 = – 4∙10-6 C βρίσκονται στα σημεία Α και Β ενός ευθυγράμμου τμήματος ΑΒ με μήκος ΑΒ = 4 m. Μεταξύ των φορτίων παρεμβάλλεται αέρας.

15512 d thema gen_1

 

Δ1. Να βρείτε το μέτρο της ηλεκτρικής δύναμης που ασκείται μεταξύ των φορτίων Q1 και Q2.

Δ2. Να υπολογίσετε τη τιμή του δυναμικού του ηλεκτρικού πεδίου στο σημείο Γ του ευθύγραμμου τμήματος ΑΒ αν (ΑΓ) = 3∙(ΓΒ).

Δ3. Να υπολογίσετε την ένταση του πεδίου των δύο φορτίων στο σημείο Γ.

Δ4. Να υπολογίσετε το έργο της δύναμης του πεδίου για την μεταφορά ενός δοκιμαστικού φορτίου q = 2 μC από το σημείο Γ στο άπειρο.

Δίνεται η τιμή της ηλεκτρικής σταθεράς kc = 9·109 N·m² / C².

Λύση

Δ1.

15512 d thema gen_3

Το μέτρο της ηλεκτρικής δύναμης που ασκείται μεταξύ των φορτίων Q1 και Q2:

Fc = kc·|Q1·Q2| / (AB)² ⇒

Fc = 9·109·|(- 12·10-6)·(- 4·10-6)| / 4² ⇒

Fc = 27·10-3 N.

Το ζητούμενο μέτρο, τιμή και μονάδα μέτρησης, άρα δεν χρειάζεται ο προσδιορισμό της διεύθυνσης (της ευθείας του σχήματος) και της φοράς (που φαίνεται στο σχήμα).

Δ2.

15512 d thema gen_1

Ισχύει

(ΑΒ) = (AΓ) + (ΓΒ) ⇒

(ΑΒ) = (ΑΓ) + [(ΑΓ) / 3] ⇒

(ΑΒ) = 4·(ΑΓ) / 3 ⇒

(ΑΓ) = 3·(ΑΒ) / 4 ⇒

(ΑΓ) = 3·4 / 4 ⇒

(ΑΓ) = 3 m.

Άρα

(ΒΓ) = 1 m.

Το δυναμικό στο σημείο Γ:

VΓ = VΓ,Α + VΓ,Β ⇒

VΓ = kc·Q1 / (AΓ) + kc·Q2 / (ΒΓ) ⇒

VΓ = kc·[Q1 / (AΓ) + Q2 / (BΓ)] ⇒

VΓ = 9·109·{[(- 12·10-6) / 3] + (- 4·10-6) / 1] ⇒

VΓ = – 72·103 Volt.

Το δυναμικό, ένα μονόμετρο μέγεθος.

Δ3.

15512 d thema gen_2

H ένταση του πεδίου των δύο φορτίων στο σημείο Γ:

ΕΓ = Ε2 – Ε1 ⇒

ΕΓ = [kc·|Q2| / (ΒΓ)²] – [kc·|Q1| / (ΑΓ)²] ⇒

ΕΓ = [9·109·|- 4·10-6| / 1² – [9·109·|- 12·10-6| / 3²] ⇒

ΕΓ = 24·10N / C.

Το μέτρο της έντασης στο σημείο Γ, η διεύθυνση της έντασης είναι η ευθεία του σχήματος και η φορά της έντασης ΕΓ είναι ίδια με την φορά της Ε, δηλαδή προς τα δεξιά.

Δ4.

15512 d thema gen_1

Η διαφορά δυναμικού από το σημείο Γ στο άπειρο:

VΓ∞ = WFc, Γ → ∞ / q ⇒

Tο έργο της δύναμης του πεδίου για την μεταφορά ενός δοκιμαστικού φορτίου q από το σημείο Γ στο άπειρο:

WFc, Γ → ∞ = q·VΓ∞ ⇒

WFc, Γ → ∞ = q·(VΓ – V) ⇒

WFc, Γ → ∞ = 2·10-6·(- 72·103 – 0) ⇒

WFc, Γ → ∞ = – 144·10-3 J.

To έργο της δύναμης Coulomb είναι αρνητικό, κάτι που σημαίνει ότι πρέπει ένας εξωτερικός παράγοντας να δώσει το ποσό του έργου που υπολογίσαμε για μεταφερθεί το δοκιμαστικό φορτίο από το σημείο Γ έως το άπειρο.

Σχόλιο

Μια άσκηση διδακτική.

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

Advertisements

5 thoughts on “Λύσεις τράπεζας θεμάτων φυσική γενικής Β΄ λυκείου Δ΄ θέμα 15512

  1. Έχω την αίσθηση πως η λύση της παρούσας άσκησης έχει αρκετά λάθη στα αποτελέσματα κυρίως.
    Στο πρώτο ερώτημα έχω την εντύπωση πως έχουν ξεφύγει οι δυνάμεις κατά τον υπολογισμό και το αποτέλεσμα είναι στην πραγματικότητα ίσο με F = 27·10^(-3).

    Από το 2ο ερώτημα και κάτω το τι γίνεται με τα (ΑΒ), (ΑΓ) και (ΒΓ) δεν το καταλαβαίνω να πω την αλήθεια. Κι εκεί βρίσκω και τα αριθμητικά λάθη.
    Δεν θα μπορούσε πολύ απλά να ισχύει ότι :

    Αφού (ΑΓ) = 3 (ΒΓ) και

    (ΑΒ) = (ΑΓ) + (ΒΓ) ⇒
    (ΑΒ) = 3·(ΒΓ) + (ΒΓ) ⇒
    4·(ΒΓ) = (ΑΒ) ⇒
    (ΒΓ) = (ΑΒ)/4 = 1m
    Άρα και (ΑΓ) = 3m

    Κι εφόσον προκύψουν οι τιμές μετά από τις ίδιες πράξεις πρακτικά βγαίνουν :
    V = -72·10^(3) V
    E = 24·10^(3) N/C
    W = -144·10^(-3) J.

    Αρέσει σε 1 άτομο

    • Υπήρχε λάθος στο εκθετικό (ήταν 10-6 και όχι 10-3).

      Το ότι δεν γίνεται κατανοητό το τι συμβαίνει με τις αποστάσεις, με προβλημάτισε.

      Είναι μια εκφώνηση από την συλλογή των ασκήσεων της τράπεζας θεμάτων, άρα αλλαγές στην εκφώνηση δεν μπορούμε να πραγματοποιήσουμε.

      Αριθμητικά λάθη σε ερωτήματα (πλην του Δ1), δεν βρήκα.

      Μου άρεσε το μακροσκελές σχόλιο. Αν δημιουργήσεις μια άσκηση DTD την δημοσιεύω.

      Μου αρέσει!

      • Εννοώ ότι η εκφώνηση λέει σαφώς ότι (ΑΓ) = 3 (ΓΒ) και ότι (ΑΒ) = 4m
        Στο Δ2 στο σημείο : {VΓ = [9·109 / 4]·[(- 12·10-6) + 3·(- 4·10-6)] ⇒} έγινε αντικατάσταση του (ΑΓ) με το 4, μα το (ΑΒ) είναι 4, όχι το (ΑΓ).
        Στο Δ3 στο πρώτο κομμάτι με τις αποστάσεις βγαίνει όντως ότι (ΑΓ) = 2(ΑΒ)/3;;;
        Απόρησα το πως αφού ισχύει ότι (ΑΒ) = (ΑΓ) + (ΒΓ) και ότι (ΑΓ) = 3·(ΒΓ) που εύκολα οδηγεί στο ότι (ΑΒ) = 4·(ΒΓ) άρα (ΑΓ) = 3m και (ΒΓ) = 1m.
        Θα ήθελα δηλαδή μία μικρή επεξήγηση στο πώς προκύπτει το εξής κομμάτι με βάση την εκφώνηση (κατά την επίλυση του Δ3) :
        Ισχύει:

        (ΑΒ) = (ΑΓ) + (ΒΓ) ⇒

        (ΑΓ) = (ΑΒ) – (ΒΓ) ⇒

        (ΑΓ) = (ΑΒ) – [(ΑΒ) / 3] ⇒

        (ΑΓ) = 2·(ΑΒ) / 3.

        Αρέσει σε 1 άτομο

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