Treść zadania

Najlepsze rozwiązanie

• 

  1 0

  antekL1 25.5.2011 (10:43)

  zadanie 1.
  Potrzebne będzie jeszcze kilka stałych (z tablic). Czytaj ^n jako "do potęgi n".
  Oznaczam:
  k = 9 * 10^9 N * m^2 / C^2 - stała we worze na siłę elektrostatyczną
  G = 9,67 * 10^(-11) N * m^2 / kg^2 - stała we worze na siłę grawitacyjną
  e = 1,6 * 10^(-19) C - ładunek elektronu
  m = 9,11 * 10^(-31) - masa elektronu
  R = 1m - odległość elektronów.
  
  Wzór na siłę odpychania elektrostatycznego:
  F_e = \frac{ke^2}{R^2}
  Wzór na siłę przyciągania grawitacyjnego:
  F_g = \frac{Gm^2}{R^2}
  Aby porównać siły wystarczy podzielić przez siebie liczniki, bo mianowniki są równe. Dostajemy stosunek wartości obu sił:
  \frac{F_e}{F_g} = \frac{ke^2}{Gm^2} = \frac{9\cdot (1{,}6\cdot 10^{-19})^2}{6{,}67\cdot 10^{-11}\cdot(9{,}11\cdot 10^{-31})^2} \,\approx\,1{,}16\cdot 10^{42}
  Stosunek wartości obu sił to 1 i 42 zera ! Tak ta liczba wygląda:
  Fe / Fg = 1160000000000000000000000000000000000000000
  
  zadanie 2.
  Dane:
  Q = 3*10^(-3) ; q = 2*10^(-3) ; r = 0,25 m
  Stała k i wzór na siłę Fe jest w zadaniu 1.
  F_e = \frac{9\cdot 10^9\cdot 2\cdot 10^{-3}\cdot 3\cdot 10^{-3}}{0{,}25^2} = 864000\,\,N
  Wymiar siły (niutony) wynika ze wzoru i wymiaru stałej k.
  
  zadanie 3.
  Dane:
  q = 10^(-3) C ; r = 0,2 m
  Stała k jest w zadaniu 1.
  Natężenie pole E:
  E = \frac{kq}{r^2} = \frac{9\cdot 10^9\cdot 10^{-3}}{0{,}2^2} = 2{,}25\cdot 10^8\,\,N/C
  Wymiar [E] wynika ze wzoru i wymiaru stałej k. Z postaci jak wyżej widać, że natężenie pola mnożone przez ładunek daje siłę w niutonach.
  Potencjał V
  V = \frac{kq}{r} = \frac{9\cdot 10^9\cdot 10^{-3}}{0{,}2} = 4{,}5\cdot 10^7\,\,J/C
  Tym razem wymiar potencjału dostajemy mnożąc wymiar natężenia przez metr, a niuton * metr = dżul. Ztakiej postaci wynika, że potencjał mnożony przez ładunek daje energię w dżulach.
  
  zadanie 4.
  Dane:
  q = 10^(-5) C ; Q = -2 * 10^(-3) C ; r = 0,2 m
  Stała k jest w zadaniu 1.
  Wzór na energię potencjalną:
  E_p = \frac{kqQ}{r} = -\frac{9\cdot 10^9\cdot 10^{-5}\cdot 2\cdot 10^{-3}}{0{,}2} = -900\,\,J
  Patrz uwagi o wymiarze w poprzednim zadaniu. Zwróć uwagę na znak minus w wyniku, ładunki są przeciwnego znaku, więc energia potencjalna układu jest ujemna.
  
  zadanie 5
  Dane:
  V1 = 100 V ; V2 = 50 V; q = 10^(-3) C.
  Praca W jest równa różnicy potencjałów (końcowy minus początkowy) razy ładunek
  W = (V_2 - V_1)\cdot q = (50 - 100)\cdot 10^{-3} = -0{,}05\,\,J
  Praca jest ujemna, co oznacza, że dodatni ładunek q chętnie sam się przemieści z wyższego do niższego dodatniego potencjału (to ładunek wykona pracę, nie my).

  Dodawanie komentarzy zablokowane - Zgłoś nadużycie