ثلاث شحنات كهربائية (q1 =2*10-6nC , q2 = 2*10-6nC , q3 = 2*10-6nC) تتوزع على رؤوس مثلث متساوي الأضلاع طول ضلعه (3cm)
- فيزياء
- 2021-05-17
- HalaHamid
الأجوبة
نعلم أن طول المتوسط في المثلث المتساوي الأضلاع = طول الضلع*(3/2√)
كما نعلم أن بعد نقطة تلاقي المتوسطات عن أحد رؤوس المثلث = طول المتوسط*2/3 أي
AO = BO = DO = L*(√3/3) =3*(√3/3) =√3 cm = √3*10-2 m
نحسب الكمون الكهربائي المتولد عن كل شحنة في النقطة O:
VA = 9*109* (qA/dA) = 9*109 * (2*10-6/√3*10-2) = 6√3*105 Volts
VB = 9*109* (qB/dB) = 9*109 * (2*10-6/√3*10-2) = 6√3*105 Volts
VD = 9*109* (qD/dD) = 9*109 * (2*10-6/√3*10-2) = 6√3*105 Volts
Vtot = Va + Vb + Vd = (6√3+6√3+6√3) *105 = 18√3*105 Volts
حساب الطاقة الكامنة الكهربائية للشحنة:
q=-1μC
Ep = q.Vtot = -1*10-6*18√3*105 =-1.8√3 J
نحسب الحقل الناتج عن الشحنتين (qA,qB) في النقطة O:
EA =9*109 *(qA/d2)
EA =9*109 * (2*10-6/(√3*10-2)2) = 6√3*107 N.C-1
EB = EA = 6√3*107 N.C-1
أما محصلة الحقلين فتحسب من العلاقة:
E = √EA2 + EB2 +2.EA.EB.cos(120)
E = √(6*107)2 + (6*107)2 +2*(6*107)*(6*107)*(-0.5) = 6*107 N.C-1
أما الحقل الناتج عن الشحنة qD:
ED =9*109 *qD/d2
ED =9*109 * (3*10-6/(√3*10-2)2) = 9*107 N.C-1
باعتبار (EA,B-ED) على حامل واحد وبجهتين متعاكستين فمحصلتهما ناتج طرحهما أي:
Etot = ED - EA,B =9*107 - 6*107 = 3*107 N.C-1
عند وضع شحنة قيمتها (1μC) ستخضع لقوة كهربائية تتجه بجهة الحقل قيمتها:
Felec = Eq = 3*107*1*10-6
أي تتحرك الشحنة بجهة القوة وهي تملك طاقة كامنة كهربائية تساوي:
Ep = q.vtot =1*10-6*21√3*103 = 21*10-3 J
ستتحول إلى طاقة حركية.
أسئلة مشابهة
القوائم الدراسية التي ينتمي لها السؤال
معلومات ذات صلة