E L E K T R I C I T E T Coulombov zakon · PDF fileE L E K T R I C I T E T Coulombov zakon 1....

Click here to load reader

  • date post

    12-Feb-2018
  • Category

    Documents

  • view

    238
  • download

    4

Embed Size (px)

Transcript of E L E K T R I C I T E T Coulombov zakon · PDF fileE L E K T R I C I T E T Coulombov zakon 1....

  • E L E K T R I C I T E T

    Coulombov zakon

    1. Dva sitna tijela jednakih naboja meusobno su udaljena 0,3 m i privlae se silom 50 N. Koliko iznosi svaki naboj?

    R: Q = 2,210 C

    2. Odredi kolikom e silom meusobno djelovati dva naboja na udaljenosti 5 cm ako na udaljenosti 1 cm meusobno

    djeluju silom 510 N

    R: F = 0,210 N

    3. Koliko e se izmijeniti sila kojom meusobno djeluju dva tokasta naboja ako svaki od njih poveamo tri puta te

    takoer razmak meu njima poveamo tri puta?

    R: Sila se nee promijeniti.

    4. Dvije jednake kuglice nalaze se u zraku na meusobnoj udaljenosti r. Kuglice imaju naboj Q i Q. Dotaknemo ih i

    vratimo u prijanji poloaj. Koliki je omjer sila koje meu njima djeluju prije i poslije doticanja?

    R: 1+2

    2;

    1

    2=

    412

    (1+2)2

    5. Mnoina elektriciteta od jednog kulona sadri 6,2510 elektronskih naboja. Koliko bi elektrona otpalo na svaki

    etvorni metar Zemljine povrine kad bi se ta mnoina elektriciteta jednoliko raspodijelila po njoj? Polumjer Zemlje je

    R 6 400 km.

    R: N = 1,210 elektrona/m

  • 6. Jedna kugla ima naboj od 8,310 C, druga -6,610 C. Kugle su meusobno udaljene 10 cm. Kolikom se silom

    privlae kugle: a) u zraku, b) u vodi relativne permitivnosti r = 80?

    R: a) F = -4,910 N; b) F = 6,110 N

    7. Kolikom se silom odbijaju dva jednaka tokasta naboja od 10 C ako se nalaze na meusobnoj udaljenosti 2, 4, 6, 8 i

    10 cm? Nacrtajte grafiki prikaz ovisnosti sile o udaljenosti naboja.

    R: F = 7,510 N, F = 5,610 N, F =2,510 N, F = 1,410 N, F = 910 N

    8. Atom vodika ima jedan proton u jezgri i jedan elektron koji krui oko jezgre. Uz pretpostavku da je staza elektrona

    kruna, naite:

    a) silu kojom meusobno djeluju proton i elektron ako je razmak izmeu tih dviju estica 5,310 m,

    b) linearnu brzinu elektrona.

    R: F = 8,210 N

    9. Kolikom ukupnom silom djeluju dva jednaka istoimena tokasta naboja na trei isti takav naboj koji se nalazi na

    polovini njihova meusobnog razmaka?

    R: F = 0

    10. Odredi kolika je relativna permitivnost petroleja ako dva jednaka naboja 1

    3 10 C meusobno djeluju u petroleju na

    udaljenosti 1 cm silom 510 N.

    R: r = 2

  • 11. Dva tokasta naboja, Q = +10 C i Q = +210 C nalaze se u zraku meusobno udaljeni 50 cm. Na kojemu se mjestu

    izmeu njih naboj Q nalazi u ravnotei?

    R: x = 34,5 cm

    12. Dva tokasta naboja nalaze se u zraku meusobno udaljeni 20 cm. Na koju meusobnu udaljenost treba smjestiti te

    naboje u ulju, relativne permitivnosti r = 5, da bismo postigli jednaku uzajamnu silu djelovanja?

    R: r = 8,910 m

    13. Kolika je ukupna masa svih elektrona u naboju 1 C?

    R: m = 5,610 kg

    14. Dvije jednake kugle naboja 410 C i 10 C nalaze se u zraku na udaljenosti koja je mnogo vea od njihovih

    polumjera. Odredi mase kugala ako je poznato da je gravitacijska sila kojom se privlae kugle uravnoteena

    elektrinom silom zbog koje se kugle odbijaju.

    R: m = 0,23 kg

    15. Kuglica mase 150 mg, naboja 10 C, objeena je na niti izolatora. Na udaljenosti 32 cm ispod kuglice stavimo drugu

    kuglicu. Koliki mora biti po veliini i predznaku naboj na toj kuglici da bi se napetost niti udvostruila?

    R: Q = 1,710 C

  • 16. Kolikom bi se silom privlaile dvije jednake olovne kugle polumjera R = 1 cm meusobno udaljene r = 1 m kada bismo

    svakom atomu prve kugle oduzeli po jedan elektron i sve te elektrone predali drugoj kugli?

    R: F = 410 N

    17. Dvije jednake kuglice, svaka mase 1,5 g, vise u zraku na izoliranim nitima jednakih duljina objeenima u jednoj toki.

    Kuglice nabijemo negativno jednakim koliinama naboja i one se razmaknu na udaljenost 10 cm, dok je kut to ga

    zatvaraju niti 36. Koliki je naboj primila svaka kuglica?

    R: Q = 7,310 C

    18. Hoe li se promijeniti gustoa naboja na povrini vodia koji ima oblik pravokutne ploe ako tu plou savijemo tako da

    poprimi oblik valjka?

    R: Poveat e se

    Elektrino polje

    19. Na naboj 2,010 C u nekoj toki elektrinog polja djeluje sila 0,015 N. Kolika je jakost polja u toj toki?

    R: E = 7,510 N/C

    20. Toke A, B i C nalaze se u elektrinom polju tokaste mnoine naboja, kako je prikazano na slici.

    a) Koliki rad treba utroiti da bismo neki naboj prenijeli iz toke A u toku B?

    b) Usporedi rad koji bi trebalo utroiti da se taj naboj prenese iz A u C s radom pri prenoenju iz B u C?

    R: a) W = 0; b) WAC = WBC

    C

    B

    A

    _

  • 21. Kolika je razlika potencijala izmeu neke toke na povrini nabijene metalne kugle i neke toke u unutranjosti kugle?

    R: Jednaka je nuli.

    22. Usporedi rad to ga treba utroiti pri prijenosu naboja u elektrinom polju iz toke M u N i iz toke M u O na slici.

    R: WMN = WMO

    23. Dva se naboja jednaka veliinom nalaze na nekoj meusobnoj udaljenosti. U kojem e sluaju jakost polja u toki koja

    se nalazi na polovici njihove meusobne udaljenosti biti vea: kad su naboji istoimeni ili kad su raznoimeni?

    R: Kada su nabijeni suprotnim nabojem.

    24. Odredi jakost elektrinog polja i potencijal u toki koja je udaljena 1 nm od jezgre atoma helija naboja +2e. Kolika je

    potencijalna energija protona u toj toki?

    R: E = 2,910 N/C; = 2,9 V; W = Ep = 4,610 J

    25. Kugla polumjera 2 cm nabijena je negativno do potencijala 2 000 V. Odredi masu svih elektrona koji ine naboj kugle.

    R: m = 2,510 kg

    O

    N

    M

    _

  • 26. Na izoliranoj metalnoj kugli polumjera 5 cm nalazi se naboj 1,6610 C. Koliki je potencijal:

    a) u sreditu kugle,

    b) na povrini kugle,

    c) u toki koja je udaljena 1 m od sredita kugle?

    R: a) i b) Potencijal u sreditu kugle jednak je potencijalu na povrini kugle, = 298 800 V, c) = 1,4910 V

    27. Koliki rad moramo utroiti da u elektrinom polju premjestimo naboj 10 C iz jedne toke polja u drugu ako je razlika

    potencijala izmeu tih toaka 900 V?

    R: W = 910 J

    28. Osam kapljica vode, od kojih svaka ima polumjer 1 mm i naboj 10 C, slije se u jednu veu kap. Koliki je potencijal

    nastale kapi?

    R: R = 2 mm, = 3,610 V

    29. Dva naboja Q = 1,510 C i Q = 310 C nalaze se u zraku i udaljeni su meusobno za r = 60 cm. Kolika je jakost

    elektrinog polja u sredini izmeu njih?

    R: E = 1,510 N/C, E = 310 N/C, E = 2,8510 N/C u smjeru prema Q.

    30. Odredi rad koji se utroi kad se kroz prostor, u kojem je razlika potencijala 10 V, giba elektron.

    R:

  • 31. U kojem e sluaju jakost elektrinog polja u nekoj toki polja i sila koja djeluje na naboj u toj toki biti suprotnog

    predznaka?

    R:

    32. Dvije horizontalne usporedne ploe u vakuumskoj cijevi meusobno su udaljene 4 cm i spojene na napon 220 V. Nai:

    a) jakost elektrinog polja u prostoru izmeu ploa (uz pretpostavku da je polje homogeno),

    b) stalnu silu koja djeluje na elektron u prostoru izmeu ploa,

    c) energiju koju postie elektron kad se pomakne za 4 cm u smjeru suprotnome od smjera polja,

    d) omjer elektrine i gravitacijske sile koja djeluje na elektron u polju izmeu ploa.

    R:

    33. Metalna kugla polumjera 10 cm spojena je tankim vodiem s drugom kuglom koja ima polumjer 5 cm. Na obje kugle

    dovedemo ukupan naboj iznosa 1,210 C. Koliki je naboj svake kugle?

    R:

    34. Koliki rad treba utroiti da se u vakuumu prenese naboj 0,210 C iz beskonanosti u toku koja je 1 cm udaljena od

    povrine kugle polumjera 1 cm? Na kugli je povrinska gustoa naboja 10 C/m.

    R:

    35. Naboj iznosa 4 nC dovodi se iz neizmjernosti na pozitivno nabijen vodi. Pritom se utroi rad 2 J. Koliki je potencijal

    vodia?

    R:

  • 36. Izrazite u elektronvoltima: a) energiju elektrona koji se giba brzinom 10 m/s, b) srednju energiju translacijskog

    gibanja molekula plina pri 0 C, c) energiju koju ima molekula duika na visini 100 m iznad povrine Zemlje.

    R:

    37. Dvije usporedne metalne ploe, meusobno udaljene 1,8 cm, prikljuene su na napon 2,410 V. Taj napon proizvodi

    elektrino polje koje ima smjer vertikalno prema dolje. Odredi naboj to ga ima kapljica ulja mase 2,210 g koja

    miruje u elektrinom polju.

    R:

    38. Elektron je postigao brzinu 10 m/s poto je preao put od jedne nabijene metalne ploe do druge. Razmak izmeu

    ploa bio je 5,3 mm. Kolika je bila jakost elektrinog polja u kojemu se gibao elektron?

    R:

    39. Koju bi brzinu postigla kuglica mase 5 g i naboja 5 C kad bi se gibala s mjesta potencijala = 30 000 V na mjesto

    potencijala = 3 000 V? Poetna brzina kuglice je nula.

    R:

    40. Elektron se giba u elektrinom polju koje ga ubrzava meu tokama razlike potencijala 600 V. Za koliko se poveala

    energija elektrona ako on na svojem putu nije pretrpio nikakav gubitak energije?

    R:

  • 41. Jakost homogenog elektrinog polja iznosi 4 000 V/m. Nai razliku potencijala izmeu dvije toke koje su smjetene

    (na istoj silnici) na udaljenosti 3 cm.

    R:

    42. U toki A jakost elektrinog polja iznosi 36 V/m, a u toki B 9 V/m (slika). Kolika je jakost polja u toki C koja lei na

    sredini izmeu toaka A i B?

    R:

    43. Metalni stalak i kuglicu na ureaju prikazanome na slici nabijemo elektriziranim tapom. Kuglica se otkloni iz poloaja

    C u poloaj D, pri emu je poloaj toke D za 1 cm vii od toke C. Razlika potencijala C D = 500 V. Kuglica ima

    masu 10 mg. Koliki je naboj kuglice?

    R:

    44. Elektron uleti u homogeno elektrino polje u vakuumu i giba se u smje