מטענים, חוק קולון ושדה חשמלי
Transcription
מטענים, חוק קולון ושדה חשמלי
הפקולטה למדעי הטבע המחלקה לפיזיקה קורס :פיזיקה 2 מטענים,חוק קולון ושדה חשמלי מהו הרכיב האופקי והאנכי של הכוח החשמלי הפועל על המטען הימני העליון שבאיור ? .1 נתון.a = 5 cm ,q = 1.0 * 10-7 C : 2 2 kq 2 1 ; Fy 2 2 תשובה : 2 a 2 a -q 2 kq a2 Fx a a a -2q a q Q +2q a .2אם סה"כ הכוח הפועל על המטען Qהוא אפס ,מהו Qבמושגים של ? q q 2 תשובה: 4 +q Q a a Q q a .3שני חלקיקים חופשיים בעלי מטען +qו +4q -נמצאים במרחק Lהאחד מהשני .המטען השלישי ממוקם כך שהוא נמצא במצב של שיווי משקל .מצא את המיקום ,את המטען ואת הסימן של המטען השלישי. תשובה L / 3 :מהמטען qבמרחב שבין שני המטענים. .4שני כדורים זהים טעונים כל אחד במטען , Qובעלי מסה M=40gכל אחד תלויים ע"י שני חוטים בעלי אורך L=80cmוחסרי מסה .במצב של שיווי משקל הזווית בניהם הוא . 600מהו הערך של המטען ? Q Q תשובה4.1C : .5 Q ארבעה מטענים יושבים על קודקודי המלבן בעל צלעות aו .2aמהו הכוח שפועל על המטען היושב במרכז המלבן ? 16kq תשובה: 5 5a 2 Fx 0 , Fy -q 7q q -5q 3q 1 הפקולטה למדעי הטבע המחלקה לפיזיקה קורס :פיזיקה 2 .6באטום מימן אלקטרון מסתובב סביב פרוטון במעגל בעל רדיוס . a0 5.29 10 11 mמטען האלקטרון והמסה שלו הם m 9.11 1031kgו . q 1.6 10 19 Cמהי המהירויות הקווית v ? כמה סיבובים הלקטרון מבצע בשנייה אחת? תשובה6.6 1015 sec1,2.2 106 m / s : .7על פני שעון יושבים מטענים q,2q,3q,...,12qבאופן קבוע ואחד אחד נמצא במקום המתאים לספרה שלו .באיזו שעה מחוג השעון יפנה בכיוון השדה החשמלי השורר במרכז השעון? (רמז :התחשב בשקול של המטענים על אותו האלכסון) .8ע"י אינטגרציה מצא את השדה החשמלי של מוט חצי אינסופי A טעון בצפיפות מטען אורכית בנקודות Aו .B k k תשובהxˆ yˆ : EB xˆ ; E A b a b B .9אותו הדבר לגבי הנקודה Cשבשרטוט a C a b תשובה : k b 1 a a 2 b2 , Ey k a 2 b2 Ex .11חשב את השדה החשמלי של טבעת ברדיוס ,Rהטעונה בצפיפות מטען קווית אחידה , λבמרחק Zמעל מרכזה .מה יקרה אם Rשואף לאפס ? 1 Rz תשובה: 2 0 R 2 z 2 3 / 2 E y E x 0 , Ez x y 2 הפקולטה למדעי הטבע המחלקה לפיזיקה קורס :פיזיקה 2 .11חשב את השדה החשמלי לאורך ציר Zשל טבעת ברדיוס Rשנמצאת במרכז מישור ,XYהטעונה בצפיפות מטען קווית λעבור , y>0 וצפיפות מטען ( )– λעבור .y<0 1 R 2 תשובה: E y Ez 0 , Ex 2 0 R 2 z 2 3 / 2 .12חשב את השדה החשמלי שנוצר ע"י דיסקה בעלת רדיוס Rשטעונה בצפיפות שטחית של מטען בנקודה שנמצאת בגובה zמעל מרכזה. 1 z 1 תשובה : 2 0 R2 z 2 E y E x 0 , Ez x y 3