background image

 

 

Projekt „Informatyka – inwestycją w przyszłość”  

współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego 

 

Biuro Projektu:

 

Politechnika Radomska im. Kazimierza Pułaskiego 

26-600 Radom, ul. Chrobrego 27, pok. nr 44, tel. 48 361 78 50, 48 361 70 81 

www.zamawiane.pr.radom.pl; e-mail: informatyka@pr.radom.pl 

Zajęcia wyrównawcze z fizyki     -Zestaw 8                   

dr M.Gzik-Szumiata 

Oddziaływania  elektrostatyczne.  Siła  elektrostatyczna,  natężenie  pola  elektrostatycznego,  zasada 
superpozycji  pól.  Pole  elektrostatyczne  jednorodne  i  centralne.  Potencjał  elektrostatyczny.  Ruch 
ładunków w polu elektrostatycznym.  

Zadanie 1. Cząsteczka soli kuchennej zbudowana jest z dodatniego jonu sodu i ujemnego jonu chloru. 
W odległości równej 2,8·10

-10

  m  siła  oddziaływania  elektrostatycznego  ma  wartość  2,93·10

-9

  N.    W 

odległości dwa razy większej jony te będą się przyciągały siłą, której wartość jest równa: 

a)  2,93·10

-9

 N, 

b) 1,47·10

-9

 N,      c) 0,73·10

-9

 N, 

d) 0,37·10

-9

 N. 

Zadanie 2. Dwa ujemnie naładowane pyłki znajdujące się w odległości 10

-3

 m od siebie odpychają się 

siłą  2·10

-5

  N.  Ładunek  elementarny  ma  wartość  1,6·10

-19 

C.  Oblicz,  ile  dodatkowych  elektronów 

znajduje  się  na  każdym  pyłku,  jeżeli  wartości  ładunków  zgromadzonych  na  obu  pyłkach  są 
jednakowe. 
 
Zadanie 3. W doświadczeniu Millikana w pionowym polu elektrycznym obserwowano ruch ujemnie 
naładowanej  kropelki  oleju  o  masie  3,8·10

-9 

kg.  Kropelka  pozostawała  w  spoczynku,  gdy  natężenie 

pola elektrycznego miało wartość 5·10

V/m. Zakładamy, że ruch odbywał się w próżni. 

1.Oblicz ładunek kropelki. 
2.Z jaką wartością przyspieszenia poruszałaby się ta kropelka, gdyby jej ładunek ujemny zwiększono 
dwukrotnie, nie zmieniając natężenia pola elektrycznego? 
 
Zadanie  4.  Na  rysunku  przedstawiono  trzy  małe,  identyczne  kulki  metalowe  o  masie  10  g  każda. 
Jedna  z  nich  zawieszono  na  jedwabnej  nitce,  a  dwie  pozostałe  spoczywają  na  plastikowym  stoliku 
poniżej.  Przed  rozmieszczeniem  kulek  jedną  z  nich  naelektryzowano,  a 
następnie wszystkie ze sobą zetknięto i rozmieszczono jak na rysunku.  

a)  Narysuj wektory wszystkich sił działających na wiszącą kulkę. 

b)  Oblicz wartość ładunku zgromadzonego na widzącej kulce, jeżeli 

wiadomo,  że  siła,  którą  nic  działa  na  kulkę  ma  wartość  o  10% 
mniejszą od wartości ciężaru kulki, a = 10 cm, g =  10 m/s

2

, k = 

9·10

9

 N·m

2

/C

2

 
Zadanie  5.  W  polu  elektrycznym  wytwarzanym  przez  dwa  ładunki 
różnoimienne przemieszczano mały ładunek elektryczny q wzdłuż linii 
pola  elektrostatycznego.  Przy  którym  przemieszczeniu  A,  B  czy  C 
wykonano największą pracę? Odpowiedź uzasadnij. 
 
 
Zadanie  6.  W  trzech  wierzchołkach  kwadratu  o  boku  a  umieszczono 
ładunki  elektryczne,  każdy  o  takiej  samej  wartości  bezwzględnej  q.  Dwa  z  nich  są  ujemne,  a  trzeci 
dodatki, przy czym ładunki jednoimienne nie znajdują się w sąsiednich wierzchołkach. 
 

background image

 

 

Projekt „Informatyka – inwestycją w przyszłość”  

współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego 

 

Biuro Projektu:

 

Politechnika Radomska im. Kazimierza Pułaskiego 

26-600 Radom, ul. Chrobrego 27, pok. nr 44, tel. 48 361 78 50, 48 361 70 81 

www.zamawiane.pr.radom.pl; e-mail: informatyka@pr.radom.pl 

a)Wykorzystując  zasadę  superpozycji  narysuj  wektor  natężenia  pola 
elektrostatycznego  w  czwartym,  pustym  wierzchołku  kwadratu.  Zachowaj 
odpowiednie proporcje długości wektorów. 
b)Oblicz  wartość  natężenia  pola  elektrostatycznego  w  czwartym,  pustym 
wierzchołku kwadratu. 
c)Oblicz potencjał pola w czwartym, pustym wierzchołku kwadratu. 
d)Oblicz pracę wykonaną przez siłę pola elektrostatycznego podczas przenoszenia ładunku dodatniego 
o wartości 2q umieszczonego w czwartym wierzchołku kwadratu do jego środka. 
 
Zadanie  7.  
Cztery  ładunki  elektrostatyczne  zostały  umieszczone  w 
narożnikach  kwadratu  o boku  b  w  sposób  następujący:  ładunki 
dodatnie o wartości Q umieszczono w górnych narożnikach a ładunki 
ujemne o wartości 2Q w dolnych narożnikach kwadratu. Obliczyć siłę 
wypadkową  działającą  na  punktowy  ładunek  dodatni  o  wartości  q 
umieszczony  w  środku  kwadratu i  energię potencjalną  , jaką  posiada 
ładunek elektryczny q w polu wytwarzanym przez pozostałe ładunki. 
 
Zadanie  8.  
Cząstka  α  o  początkowej  energii  kinetycznej  5,4·10

-13 

ulega  rozproszeniu  na  jadrze  atomu  złota 

Au

197

79

.  W  najmniejszej 

odległości  od  jadra  cząstka  α  zachowała  połowę  swojej  energii 
kinetycznej.  Zakładamy,  że  początkowa  energia  potencjalna  cząstki 
była równa zero. 
1.Oblicz energię potencjalną tej cząstki w najmniejszej odległości od jadra atomu złota. 
2.Oblicz, na jaką najmniejszą odległość zbliżyła się cząstka α do jądra atomu złota. 
 
Zadanie  9.  Elektron,  o  początkowej  energii  kinetycznej  wynoszącej  zero,  w  jednorodnym  polu 
elektrycznym  w  czasie  10

-8 

s  osiągnął  prędkość  1,6·10

m/s.  Oblicz  wartość  natężenia  pola 

elektrycznego przyspieszającego elektron.  
 
Zadanie 10.
W lampie oscyloskopowej elektrony emitowane przez katodę K zostają przyspieszone w 
polu  elektrycznym  pomiędzy  katodą  K  i  anodą  A,  następnie  wpadają  w  obszar,  gdzie  istnieje  pole 
elektryczne o natężeniu E = 6·10

4

 V/m wytworzone przez dwie kwadratowe poziome płyty tworzące 

kondensator próżniowy. Płytki te są odległe od siebie o 1 cm, a ich bok ma długość 3 cm.  

Wykaż, że dla elektronu wpadającego miedzy 
płytki odchylające z prędkością 1,36·10

m/s, 

prostopadłą do linii pola, odchylenie toru przy 
wyjściu wynosić będzie około 60

o

+Q 

+Q 

-2Q 

-2Q 

+q