Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
26
ROZDZIAŁ21.PRAWOCOULOMBA
48Trzyjednakoweprzewodzącekuleprzedstawionenary-
sunku21.41umieszczonesąwwierzchołkachtrójkątarów-
nobocznegoobokud=20cm.Promieniekulsąznacz-
niemniejszeniżd,aładunkinanichumieszczonewynoszą
qA=12nC,qB=14nCiqC=+8nC.a)Jakasiłaelek-
trostatycznadziałapomiędzykulamiAiB?Następniekule
AiBzostająnajpierwpołączonecienkimprzewodem,potem
rozłączone,dalejkulaBzostaje
uziemionaprzeztenprzewód,
anastępnieprzewódzostajeusu-
nięty,wreszciekuleBiCzostają
najpierwpołączoneprzewodem,
apotemrozłączone.Jakiesiły
elektrostatycznebędądziałaćte-
razb)pomiędzykulamiAiC
orazc)pomiędzykulamiBiC?
Rys0210410Zadanie48
49Neutronskładasięzjednegokwarkugórnegooładunku
+2e/3idwóchkwarkówdolnychoładunku1e/3.Jaka
siłaelektrostatycznadziałapomiędzykwarkamidolnymi
wewnątrzneutronu,jeślikwarkitesąodsiebieoddalone
o276·10115m?
50Narysunku21.42przedstawionodługi,nieprzewodzący
prętobardzomałejmasieidługościL,oosiobrotuwśrodku,
zrównoważonyobciążnikiemociężarzeW,wodległościxod
lewegokońcapręta.Nalewymiprawymkońcuprętaumoco-
wanomałeprzewodzącekuleododatnichładunkach,odpo-
wiednio,qi2q.wodległościhponiżejkażdejztychkul
znajdujesiękulaododatnimładunkuQ.a)Znajdźodległość
x,jeśliprętjestpoziomyiznajdujesięwstanierównowagi.
b)Jakapowinnabyćodległośćh,abypionowasiładziałająca
nałożysko,gdyprętjestpoziomyiwstanierównowagi,była
równazeru?
Rys0210420Zadanie50
51Naładowanynieprzewodzącyprętodługości2mipolu
przekroju4cm2ułożonyjestwzdłużdodatniejczęściosix.
Jedenjegokoniecznajdujesięwpoczątkuukładuwspółrzęd-
nych.Objętościowagęstośćładunkupjestładunkiemprzy-
padającymnajednostkęobjętościwyrażonymwkulombach
nametrsześcienny.Ilenadmiarowychelektronówznajduje
sięwtympręcie,jeśligęstośćpjest:a)stałaimawartość
14µC/m3,b)zmiennaijejwartośćokreślonajestfunkcją
p=bx2,gdzieb=12µC/m5?
52CząstkęoładunkuQunieruchomionowpoczątkuukładu
współrzędnychx7y.wchwilit=0naosixwpunkcie
x=20cmumieszczonocząstkęomasiem=078giładunku
q=4µC,którabędziesięporuszałazprędkością50m/s
wkierunkudodatnichwartościy.DlajakiejwartościQruch
tejcząstkibędziesięodbywałpookręgu?(Pomińsiłęgrawi-
tacyjnądziałającąnatęcząstkę).
53Jakabyłabywartośćsiłyelektrostatycznejdziałającej
pomiędzydwomaładunkamipunktowymi1Codległymi
oa)1m,b)1km,jeśliistniałybytakieładunki(nieistnieją)
imożnabyłobystworzyćopisanąkonfigurację?
54Ładunek6µCdzielimynadwieczęści,któreodsuwamy
naodległość3mm.Jakajestnajwiększamożliwawartośćsiły
elektrostatycznejdziałającejmiędzytymidwomaczęściami?
55Pewnączęść(α)ładunkuQznajdującegosięnamałejkuli
przenosimynainnąkulę,któraznajdujesięwpobliżu.Obie
kulemogąbyćtraktowanejakładunkipunktowe.a)Dlajakiej
wartościαsiłaelektrostatycznaFdziałającamiędzyobiema
kulamijestnajwiększa?Ilewynosib)mniejszaic)większa
wartośćα,dlaktórejsiłaFrównajestpołowieswojejwarto-
ścimaksymalnej?
56
Jeśliwsuchydzieńkotwielokrotnieocierasię
otwojebawełnianespodnie,towywołanytymprzepływła-
dunkupomiędzyjegosierściąibawełnąmożecięnałado-
waćnadmiarowymładunkiem12µC.a)Ileelektronówprze-
pływawtedypomiędzytobąakotem?
Tennadmiarowyładunekstopniowoodpłynieprzezpod-
łogę,alejeślizamiastczekaćnatychmiastdotknieszkranu,to
gdytwojadłońsiędoniegozbliży,pojawisiębolesnaiskra.b)
Ileelektronówprzepłyniedolubodkranuwtrakcietegowy-
ładowania?c)Jakijestznakładunkuindukowanegowkranie
bezpośrednioprzedpowstaniemiskry,dodatniczyujemny?
d)wktórąstronęprzepłynąelektronywpowstałejiskrze,je-
ślizamiastciebiedokranusięgniepazuremtwójkot?e)Jeśli
wsuchydzieńgłaszczeszkotagołądłonią,powinieneśunikać
zbliżaniaswoichpalcówdokociegonosa.Inaczejpowstająca
iskramożemusprawićból.Jakijestmechanizmpowstawania
takiejiskry,jeślizałożymy,żekociasierśćjestizolatorem?
57wiemy,żewartościujemnegoładunkuelektronuidodat-
niegoładunkuprotonusąrówne.Przypuśćmyjednak,żete
wartościróżniąsięodsiebieo070001%.Jakąsiłąodpycha-
łybysiędwiemiedzianemonetyznajdującesięwodległości
1modsiebie?Załóż,żekażdamonetazawiera3·1022ato-
mówmiedzi.(Wskazówka:Obojętnyatommiedzizawiera29
protonówi29elektronów).Jakiwynikastądwniosek?
58Cząstka1oładunku180µCicząstka2oładunku
+40µCprzedstawionenarysunku21.26unieruchomionesą
naosixwodległościL=20cm.Jakajestwypadkowa
siłaelektrostatycznadziałającanacząstkę3oładunkuq3=
20µC,jeśliznajdujesięonawpunkcie:a)x=40cm
ib)x=80cm?Jakiepowinnybyćwspółrzędnec)xid)y
cząstki3,jeśliwypadkowasiłaelektrostatycznadziałającana
niązestronycząstek1i2jestrównazeru?
