LEGEA LUI COULOMB PROBLEME REZOLVATE 1 Ce valoare

LEGEA LUI COULOMB. PROBLEME REZOLVATE 1. Ce valoare au sarcinile electrice, egale, cu care ar trebui încărcate două bile identice având masa de 1 kg, situate în aer la distanţa de 1 mm una de alta, pentru ca forţa coulombiană exercitată asupra fiecărei bile să fie egală cu greutatea sa. (g=9, 8 m/s 2)

2. Două sfere metalice identice, suspendate de două fire lungi de matase şi încărcate electric, una cu + C iar cealaltă cu - vin în atingere, după care se îndepartează una de alta la o distanţă 0, 05 m. Să se calculeze forţa de interacţiune dintre cele două sfere. C,

3. Se consideră două corpuri punctuale având sarcinile q 1=1μC si q 2=4μC, situate în vid la distanţa de 6 cm. În ce punct trebuie plasat şi cu ce sarcină q 3 să fie incărcat cel de-al treilea corp punctual astfel încât toate cele trei puncte să fie în repaus? x r-x q 1 q 3 q 2 F 12 F 31 F 13 F 23 F 32 F 21 Presupunem că sarcina q 3 este o sarcină negativă. Se desenează forţele care acţionează asupra fiecărei sarcini electrice. q 1, q 2, q 3 fiind în repaos, sunt în schilibru şi putem scrie: S-a obţinut o ecuaţie de gradul II. Se poate transforma într-o ecuaţie de gradul I, prin extragerea radicalului din cei doi membrii ai egalităţii.

Aceasta operaţie, incorectă matematic, este corectă la fizică, deoarece ne interesează doar o soluţie a acestei ecuaţii şi anume cea pozitivă. Putem scrie:

3. Două sfere cu greutăţile egale G 1=G 2=5 x 10 -2 N, sunt suspendate în aer , de acelaşi punct O, prin intermediul a două fire de mătase de aceeaşi lungime l=1 m. Încărcate cu aceiaşi sarcină electrică q, sferele se resping, rămânând în poziţie de echilibru la distanţa d=9 cm între ele. Să se calculeze valoarea sarcinii electrice q , cu care este încărcată fiecare dintre cele două sfere. Asupra sarcinii q acţionează două forţe: greutatea şi forţa de respingere coulombiană. Rezultanta lor, în poziţia de echilibru, trebuie să aibă direcţia Fc firului. Numai aşa se poate îndeplini R condiţia I de echilibru. G Din acest motiv, pentru a realiza un desen corect, vom proceda la descompunerea rezultantei R, după cele două direcţii.

Cele două unghiuri, notate cu α, sunt egale deoarece sunt unghiuri corespondente. Putem scrie tgα în cele două triunghiuri dreptunghice formate.

4. La baza şi in vârful unui plan înclinat, cu panta de 45 0 se află câte o sarcină electrică de şi respectiv. Pe plan , la o distanţă faţă de baza palnului, se găseşte o sarcină electrică, pozitivă, de şi masa de 0, 25 g. Să se afle lungimea planului. (g=10 m/s 2 şi se neglijează frecarea. ) F 1 F 2 Gt Gn G Conform conditiei de echilibru:

PROBLEME PROPUSE PERTRU REZOLVARE 1. Două sfere metalice identice, mici, A şi C sunt fixate pe o placă izolantă, la distanţa r=20 cm una de alta. Sfera A este electrizată iar C este neutră. Se atinge sfera A de o sferă identică, neutră, B, iar apoi se ating B si C. În ce punct al distanţei AC trebuie asezată sfera B faţă de sfera A, încât aceasta să fie în echilibru. R: 12 cm 2. Două sfere mici , identice, situate în vid, având masele m=0, 1 g sunt suspendate de acelaşi punct cu ajutorul a două fire izolate, inextensibile, de masă neglijabilă, având aceiaşi lungime l=20 cm. Care este valoarea sarcinilor egale cu care trebuie încarcate cele două sfere, asfel încât unghiul format de cele două fire să fie α=900 (acceleraţia gravitaţională este g = 10 m/s 2). R: 9, 4 x 10 -8 C

3. Două sarcini electrice sunt fixate în vid la 15 cm una de alta. O sarcină are 10 n. C şi alta 30 n. C. Unde trebuie asezată o sarcină q pentru ca să se gasească în echilibru? Să se analizeze cazul când cele două sarcini sunt de acelaşi semn şi cazul când ele sunt de semne contrare. R: 9, 5 cm; 20, 5 cm. 4. În vârfurile unui pătrat cu latura l, se află sarcinile pozitive egale cu +q. În centrul patratului se asează o sarcină electrică negativă –Q. Să se afle raportul Q/q astfel încât forţele care acţionează asupra fiecăreia dintre cele patru sarcini electrice +q să fie egală cu zero. R: