Question

Dwie piłeczki pingpongowe mają ładunki po 0,0000002 C każda. Piłeczki te z odległości 20 cm działają na siebie siłą F=0,009 N. Wykonajrysunek ilustrujący kierunki i zwroty tych sił.Następnie odpowiedz na pytania:

a) Z jaką siłą piłeczki będą na siebie oddziaływać z odległości 2 cm ?

b) Jak zmieniłaby się ta siła, gdyby jeden z ładunków miał znak przeciwny ?

Answer 1

dane:

q1 = q2 = 0,0000002 C = 2 *10^-7 C

r = 20 cm = 0,2 m

F = 0,009 N

 

Dwa ciała naładowane ładunkami jednoimiennymi odpychają się.

 

           q1      q2  

  <-------o-----o------->

     F          r          F

 

a)

dane: 

q1 = q2 = q = 2 *10^-7 C

r = 2 cm = 0,02 m = 2 *10^-2 m

k = 9*10^9 N*m2/C2

szukane:

F = ?

 

F = k *Iq1I*Iq2I/r^2

 

F = k * q^2 /r2

F = 9*10^9N*m2/C2 *(2*10^-7C)^2/(2 *10^-2)^2 = 9*10^9 * 4 * 10^-14/(4^10^-4) = 

   = 9 *10^-1 N

F = 0,9 N

========

b)

Dwa ciała naelektryzowane ładunkami różnoimiennymi przyciagają się.

Watość siły oddziaływania nie zmieniłaby się,zmieniłby się jedynie jej zwrot.

Answer 2

a) Wykres przy założeniu, że w pierwszej sytuacji ładunki są takie same (jednoimienne).

 

ZGODNIE Z III ZASADĄ DYNAMIKI (AKCJI I REAKCJI) PIERWSZA PIŁECZKA ODDZIAŁOWUJE NA DRUGĄ TĄ SAMĄ SIŁĄ. WEKTOR SIŁY NIE ZNAJDUJE SIĘ W PRZESTRZENI POMIĘDZY PIŁECZKAMI.

 

Dane:

 

F₁=0,009N

q₁=q₂=0,0000002C=constans 

r₁=0,2m=20cm

r₂=0,02m=2cm

r₁=10r₂ 

k=constans 

 

Szukane:

 

F₂=?

 

Obl:

 

F₁=k*q₁*q₂/r₁²

F₂=k*q₁*q₂/r₂²

 

Aby ułożyć równość:

 

F₁=F(k)₂ (Zakładam, że aby siły były równe, odległość się nie zmieniła)

F₁=k*q₁*q₂/10r₂²

F₂=k*q₁*q₂/r₂² 

k*q₁*q₂/10r₂²=k*q₁*q₂/r₂²  | /(k*q₁*q₂)

1/100r₂²=1/r₂²

F₁=k*q₁*q₂/100r₂²|*100

100F₁=k*q₁*q₂/r₂²

k*q₁*q₂/r₂²=F₂

100F₁=F₂

F₂=100*0,009N=0,9N

 

Odp: Siła wzrośnie do 0,9N. 

 

b)

 

Odp: Siła oddziaływania nie zmieniłaby wartości, tylko zmieniłaby zwrot (kuleczki przyciągałyby się).