בעיות

שדה כוח חשמלי

15. מניחים מטען חשמלי שגודלו (עצמתו) Q = 5 [µc] בנקודה O. נקודה A נמצאת מימין לנקודה O במרחק של 10 ס"מ. (ראה שרטוט)

א. מה יהיה גודלו ומה כיוונו של השדה החשמלי בנקודה A, אם Q חיובי?

ב. מה יהיה גודלו ומה כיוונו של השדה החשמלי בנקודה A, אם Q שלילי?

16. מניחים מטען חשמלי שגודלו (עצמתו) Q = 5 [µc] בנקודה A. מסומנות 3 נקודות (B-D). כל משבצת היא בגודל 1x1 סמ"ר.

א. מה יהיה גודלו ומה כיוונו של השדה החשמלי בכל נקודה, אם Q חיובי?

ב. מה יהיה גודלו ומה כיוונו של השדה החשמלי בכל נקודה, אם Q שלילי?

17. חשב את גודל השדה החשמלי שיוצר אלקטרון במרחק 2´10^-10 מטר ממנו.

מה יהיה גודל השדה החשמלי שיוצר פרוטון במרחק 2´10^-10 מטר ממנו?

18. 4 מטענים חשמליים נקודתיים מונחים "על ציר x". יחידת האורך היא ס"מ. נתון:

Q₁ = -5 [mc] ; Q₂ = 8 [mc] ; Q₃ = 7 [mc] ; Q₄ = -6 [mc]

חשב את גודל ואת כיוון השדה החשמלי בראשית הצירים.

19. מניחים מטען חשמלי שגודלו (עצמתו) Q = 5 [µc] בראשית הצירים O. מסומנות 4 נקודות (A-D). כל משבצת היא בגודל 1x1 סמ"ר.

א. מה יהיה גודלו ומה כיוונו של השדה החשמלי בכל נקודה, אם Q חיובי?

ב. מה יהיה גודלו ומה כיוונו של השדה החשמלי בכל נקודה, אם Q שלילי?

20. שני מטענים נקודתיים Q₁ = 5 [mc] ו- Q2 = -5 [mc] מוצבים כמו שנראה בשרטוט. כל משבצת היא בגודל 1x1 סמ"ר.

א. סמן את וקטור השדה החשמלי ש Q₁ יוצר בנקודה A.

ב. סמן את וקטור השדה החשמלי ש Q₂ יוצר בנקודה A.

ג. חשב את גודל ואת כיוון השדה החשמלי השקול הפועל בנקודה A.

21. שני מטענים נקודתיים Q₁ = 3 [mc] ו- Q2 = 5 [mc] מוצבים כמו שנראה בשרטוט. כל משבצת היא בגודל 1x1 סמ"ר. באיזו נקודה שקול השדה החשמלי מתאפס?

22. שני מטענים נקודתיים Q₁ = 3 [mc] ו- Q2 = -5 [mc] מוצבים כמו שנראה בשרטוט. כל משבצת היא בגודל 1x1 סמ"ר. באיזו נקודה שקול השדה החשמלי מתאפס?

23. על 5 מקדקודי משושה משוכללת, שאורך צלעו a, מניחים מטענים זהים –q (ראה שרטוט). (בקדקוד H אין מטען).

א. חשב את גודל ואת כיוון השדה החשמלי השקול הפועל במרכז המשושה O.

ב. מה היה גודל השדה החשמלי במרכז O, לו סילקו את המטענים בקדקודים B ו D?

24. על קדקודיו של מעוין, שאורך צלעו 10 ס"מ וחצי הזווית החדה מקיימת: sin(α) = 0.6, מונחים 4 מטענים חשמליים : Q₁ = -5 [mc] ; Q₂ = 8 [mc] ; Q₃ = 7 [mc] ; Q₄ = -6 [mc].

חשב את גודל ואת כיוון השדה החשמלי השקול הפועל במפגש האלכסונים A.

25. בארבע הנקודות המסומנות (A-D) קיים שדה חשמלי בכיוונים המסומנים. גודל השדה החשמלי:

E_A = 1.1×10⁷ : E_B = 2.1×10⁷ : E_C = 7.00×10⁶ . E_D = E_C

א. מהו גודל ומהו כיוון הכוח החשמלי שיפעל על מטען חשמלי q = 5 [mc] ?

ב. מהו גודל ומהו כיוון הכוח החשמלי שיפעל על מטען חשמלי q = -5 [mc] ?

26. שלושה מטענים נקודתיים חיוביים מוצבים בקדקודי משולש שווה-צלעות (ראה שרטוט). נתון: q_A=q_B=Q , q_C=q, m_C=m כל צלע באורך a.

א. חשב את גודל ואת כיוון השדה החשמלי שיוצר q_A בקדקוד בו נמצא q_C.

ב. חשב את גודל ואת כיוון השדה החשמלי שיוצר q_B בקדקוד בו נמצא q_C.

ג. חשב את השדה החשמלי השקול שיוצרים q_A ו q_B בקדקוד בו נמצא q_C.

ד. חשב את הכוח השקול הפועל על q_C.

ה. חשב את תאוצת המטען q_C (מסתו m ופועלים עליו רק כוחות חשמליים).

27. שאלה כמו שאלה 12 עם הנתונים:

a = 10 [cm] ; q_A = -5 [mc] ; q_B = 5 [mc] ; q_C = -6 [mc] ; m_C = 2×10^-4 [kg]

תוצאות:

15. א. כיוון השדה ימינה וגודלו [N/c] 4.5×10⁶. ב. כיוון השדה שמאלה וגודלו [N/c] 4.5×10⁶.

16. כיווני השדות עבור סעיף א' מופיעים בשרטוט. עבור סעיף ב' הכיוונים בדיוק הפוכים. הגדלים שווים לשני הסעיפים: (ביחידות ניוטון לקולון).

E_B = 1.8×10⁷ : E_C = 7.03×10⁶ E_D = E_C

17. בשני המקרים אותו גודל שדה חשמלי. E = 3.6×10¹⁰ניוטון לכל קולון.

18. 2.197×10⁷ ניוטון לכל קולון.

19. כיווני השדות עבור סעיף א' מופיעים בשרטוט. עבור סעיף ב' הכיוונים בדיוק הפוכים.

הגדלים שווים לשני הסעיפים: (ביחידות ניוטון לקולון).

E_A = 4.5×10⁶ : E_B = 2.66×10⁶ : E_C = 3.52×10⁶ : E_D = 1.8×10⁷

20. ימינה בגודל: 5.4×10⁶ ניוטון לכל קולון מטען.

21. 6.547 [cm] ימינה מ Q₁ (ביניהם}

22. 51.55 [cm] משמאל ל Q_1.

23. א. גודל: kq/a² כיוון: מ O אל C. ב. אפס.

24. גודל: 5.625×10⁷ [N/c] כיוון: 73.74° מ AQ₄ ל AQ₁ // הנתונים שונו. כנראה שהתוצאות לא רלוונטיות

25. כיווני הכוחות מסומנים עבור סעיף א'. כיווני הכוחות הפוכים עבור סעיף ב'. גודלי הכוחות שווים לשני הסעיפים.

F_A = 55 : F_B = 105 : F_C = 35 F_D = F_C. ביחידות ניוטון.

26. לחשב לבד!

27. לבד. בהצלחה!