pro základní a střední školy
Sbírka úloh z fyziky
Sbírka úloh z fyziky
pro základní a střední školy
tíhové zrychlení ... g = 10 ms-2
měrná tepelná kapacita vody ... c = 4 200 J/(kg∙°C)
Faradayova konstanta ... F = 9,65·104 C·mol-1
permitivita vakua ... ε0 = 8,85·10-12C2·N-1·m-2
rychlost světla ve vakuu ... c = 3·108 m·s-1
elementární elektrický náboj ... e = 1,6·10-19 C
Planckova konstanta ... 6,63·10-34 J·s
hmotnost elektronu ... me = 9,1·10-31 kg
Stefanova-Boltzmannova konstanta ... σ = 5,67 ∙ 10-8 W∙m-2∙K-4

Elektřina a magnetismus

Příklad č. 401 Elektřina a magnetismus Střední škola | zobr: 7410x

Dva bodové náboje Q1 = - 5 nC a Q2 = 2 nC jsou umístěny ve vakuu ve vzdálenosti 12 cm.
a) Jakou silou budou na sebe působit?
b) Jakou silou budou na sebe působit, jestliže se dotknou a pak se oddálí do původní vzdálenosti?

Řešení (a):

Protože se jedná o opačné náboje, budou se navzájem přitahovat stejně velikými elektrickými silami, jejichž velikost vypočítáme pomocí Coulombova zákona.

Q1 = - 5 ∙ 10-9 C, Q2 = 2 ∙ 10-9 C, r = 12 cm = 1,2 ∙ 10-1 m, k = 9 ∙ 109 N∙m2∙C-2, Fe = ? N

Platí

Číselně

Odpověď (a):

Bodové náboje se budou přitahovat silami 6,25 ∙ 10-6 N.

Řešení (b):
Při vzájemném dotyku se celkový náboj -5 nC + 2 nC = -3 nC rozdělí rovnoměrně na dva díly (tzn. - 1,5 nC a - 1,5 nC). Protože vzniknou dva záporné náboje, budou se navzájem odpuzovat stejně velikými elektrickými silami, jejichž velikost vypočítáme pomocí Coulombova zákona.

Q1 = - 1,5 ∙ 10-9 C, Q2 = - 1,5 ∙ 10-9 C, r = 12 cm = 1,2 ∙ 10-1 m, k = 9 ∙ 109 N∙m2∙C-2, Fe = ? N

Platí

Číselně

Odpověď (b):

Bodové náboje se budou odpuzovat silami 1,41 ∙ 10-6 N.

Poznámka:

Při výpočtu velikosti elektrických sil pomocí Coulombova zákona dosazujeme pouze absolutní hodnoty elektrických nábojů. Znaménka určující kladnost či zápornost elektrického náboje nám umožňují vyhodnotit, zda se jedná o síly přitažlivé, nebo odpudivé.