אלקטרוסטטיקה - חוק קולון ודוגמא פתורה

חוק קולון: הכוח F הפועל בין שני מטענים חשמליים q1, q2 הנמצאים במרחק r הוא:




כאשר k קבוע שווה:    

בין שני מטענים שוני סימן פועל כוח משיכה
בין שני מטענים שווי סימן פועל כוח דחיה
 
בין שני מטענים חשמליים שוני סימן פועל כוח משיכה
בין שני מטענים חשמליים שוני סימן פועל כוח משיכה



דוגמא פתורה:
מטענים חשמליים במרחק d וכוח F מפעילים אחד על השני
מטענים חשמליים במרחק d וכוח F מפעילים אחד על השני

נתונים שני מטענים נקודתיים אחד טעון q1 =+Q והשני טעון q2 = +9Q
המרחק בין המטענים הוא d.

שאלה סעיף א: מהו הכוח החשמלי שהמטענים מפעילים זה על ומה כיוונו.

פתרון סעיף א:

ע"פ חוק קולון המטענים מפיעלים כוח דחיה מאחר והם שווי סימן.

גודלו של הכוח F שמפעילים מטענים q1 , q2 אחד על השני הנמצאים במרחק  r זה מזה ע"פ חוק קולון:


נציב את הפרמטרים ונקבל:



המטענים מפעילים זה על זה כוח דחיה שגודלו:
 


שאלה סעיף ב: נניח כי מסת החלקיקים היא m , ובהנחה כי המטען q1 מוחזק במקומו והמטען q2 משוחרר, מהי תאוצת המטען q2?

פתרון סעיף ב
הכוח המופעל על החלקיק q2 הוא:



ומסתו של חלקיק q2 היא m

לכן ע"פ החוק השני של ניוטון אפשר למצוא את התאוצה a של חלקיק q2



שאלה סעיף ג - איזו תנועה מבצע החלקיק  q2  (שוות מהירות, שוות תאוצה, תאוצה משתנה)

תשובה סעיף ג : ניתן לראות כי תאוצת החלקיק q2 משתנה כפונקציה של המרחק d מחלקיק q1 ע"פ המשוואה שמצאנו בסעיף הקודם:
 
לכן תאוצתו של חלקיק  q2 היא תאוצה משתנה.

אין תגובות:

הוסף רשומת תגובה