ΚΙΝΗΣΕΙΣ ΣΕ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΠΕΔΙΟ

23
Ο νόμος του Coulomb Η δύναμη Coulomb: F c =k |q 1 |·|q 2 | r 2 Η ηλεκτρική σταθερά k = 1 4πεε 0 , όπου ε η διηλεκτρική σταθερά του κενού. Για το κενό ή τον αέρα, ε=1. Άρα: k= 1 4πε 0 =9·10 9 Νm 2 /C 2 Ηλεκτροστατικό πεδίο (ΗΣΠ) Γενικά χαρακτηριστικά: Πεδίο συντηρητικό, το έργο ανεξάρτητο της διαδρομής. Δυναμικές γραμμές ανοικτές, με φορά από το θετικό προς το αρνητικό φορτίο, η πυκνότητά τους αποτελεί μέτρο της έντασης του πεδίου. Ένταση ΗΣΠ: E = F q Μονάδες: 1Ν/C Δυναμικό σε σημείο Α ενός ΗΣΠ: V Α = W A↓∝ q Μονάδες: 1Volt=1J/C Διαφορά δυναμικού μεταξύ σημείων Α και Β: V AB = V A V B = W AB q Έργο στο ΗΣΠ: W AB =(V A V B )q=U A U B Μονάδες: 1J=1V,1C Το έργο κάθε συντηρητικής δύναμης: W=U αρχ, - U τελ, Ηλεκτροστατικό πεδίο Coulomb: Παράγεται από ακίνητο σημειακό φορτίο, Q. Δυναμικές γραμμές ακτινικές με αρχή το φορτίο πηγή. Ένταση: Ε=k |Q| r 2 Δυναμικό: V Γ =k Q r ∆υναμική ενέργεια: Δυναμική ενέργεια φορτίου q σε σημείο Α του ΗΣΠ: U Α =W Α↓∝ =V A ,q Δυναμική ενέργεια συστήματος 2 ηλεκτρικών φορτίων: U Σ = k, q 1 q 2 r Δυναμική ενέργεια τριών ηλεκτρικών φορτίων q 1 , q 2 , q 3 : U Σ = k, q 1 q 2 r 12 + k q 1 q 3 r 13 + k q 2 q 3 r 23

description

ΚΙΝΗΣΕΙΣ ΣΕ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΠΕΔΙΟ

Transcript of ΚΙΝΗΣΕΙΣ ΣΕ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΠΕΔΙΟ

  • Coulomb Coulomb: Fc=k|q1||q2|

    r2

    k = 140

    , .

    , =1. : k= 140

    =9109m2/C2 () : , . , , .

    : E =

    Fq

    : 1/C

    : V = WAq : 1Volt=1J/C

    : VAB= VAVB = WABq : WAB=(VAVB)q=UAUB : 1J=1V,1C : W=U, - U, Coulomb: , Q. .

    : =k|Q|r2

    : V=kQr : q : U=W=VA,q

    2 : U = k,q1q2r q1, q2, q3: U = k,q1q2r12 + k

    q1q3r13

    + kq2q3r23

  • Coulomb: (): W1+W2+.=KK : . : 1. (): p, = p, 2. (): +U= +U . , : : +U+W= +U W , (, , ) . : , . . . Coulomb. V

    =x: = Vx

    q : F=Eq

    (m,q) , : = qm

    0//: =0t x=0tt2 0 : x: x=0, x=0t y: y=t, y=t2

  • 4. 4.1 : . . , . . . U q1, q2 r . . U=. . , Q q, U=kQq/r, q, Q .. . . .. . . . .. . .. . 4.2 : . . . 1volt 1J/C. . r Q V=kQ/r2. . 1eV . 4.3 ; . q . . . . . . q . . -q .

  • 4.4 , . 4.5 q . :

    . (VBVA) q . (VV) q . . (VV)/q 4.6 +Q +q. ; . +q : . , . . +q. . +Q. . VA VB. . . . . 4.7 +q +Q. +q Coulomb. ; . . . . . . . . . . . 4.8 , U, q1, q2 r: . . . . . r. . . 4.9 q1 q2 r kq1q2/r. q1, q2 , , r. 4.10 200J. :

    . 200J . 400J . 100J . 50J

  • 4.11 Coulomb r . : . . . . ; . 4.12 Coulomb r . : . . . . ; . 4.13 r. . ; . . . . . . . . . . . . . 4.14 r. . ; . . . . . . . . . . . . . 4.15 r. . ; . . . . . . . . . . . 4.16 r. . ; .

  • . . . . . . . . . . 4.17 Coulomb : . . . . . . . . 4.18 q 2q r . :

    . 2kq2/r . 2kq2/r2 . 2kq2/r . 4kq2/r

    . 4.19 +q , (1) (2). : . 1+U1=K2+U2 . U1=U2 . p1=p2 . p1= p2 . 1

  • k=9109m2/C2 4.22 Q1=10C Q2=10C AB==2m. : . . . . . Q1 x=0,5m. . V=0, . V=0, . V=12,104V 4.23 r1=1m r2=2m +Q. Q, q=1C 27J. Q=4,103 C 4.24 +Q Q , AB=A=. +q. . +q; ) +q ; . U=0, . W= 0 4.25 +Q 4Q , d. : . . . . . +q, . . . . F=4kQ2/d2, . U=4kQ2/d, . x=d, . V= kQ/d 4.26 +Q 4Q , d. . q ; . q ; . U=6kQq/d, . W=U 4.27 r =1m +Q, V=9109V. . +Q r=3m. . q=+10-6C .

  • . q ; . V=3,109V, . U=3,103J . W=6,103J 4.28 m, q A VV=V. ; = 2Vq/m 4.29 m=103kg q=+1mC 20m/s. +100V. ; VB=+300V 4.30 1 2 q1=+64C, q2=+16C 2 m2=9,10-5 kg. d=0,01m. 2, 1. : . 2 0,02m 1. . 2. . =3200m/s, a=256,106m/s2 . max=3200 2m/s 4.31 , , +Q. m, q +Q . : . . . Q. . max=2 kQq/m, . xmax= 4.32 , 1 +Q, . 2 +q, , m, 1. : . . . 2 . . xmin= 2kQq/ m2/, . = m4/4kQq 4.33 ( =900) Q1=3 2C Q2=-6 2C . . q=+10C , M , . ==3cm. . , 10J; 2=1,41. . WAB=5,31J . W=15,31J

  • 4.34 Q1=2C Q2=4C =3m. . . . . q=+1C, ; m=6,105kg. . x=1m, . =20m/s 4.35 xx , , , r=1m. Q1=1C Q2=2C . m=13,5g q=2mC . . , ; . , =3J. . =20m/s, . W=30J 4.36 Q , , . r=2m q=1C. , r=4m , 19103J, 102J. . Q. . Q. ; . Q=4,106J, . =103J 4.37 Q=10C x, m=9105kg, q=1C x1=1m. : . . . , x2=3m. . . . a=103m/s2, . U=3,102J, . =6,1012J 4.38 Rutherford, r Coulomb . . , . . , .

  • , k, r ' e. . =ke2/2r, U=k e2/r. =ke2/2r, . W= ke2/2r 4.39 Q=+1C . =y1=1m , m=0,1kg, q=103C. . =y2=3m ; . , . g=10m/s2. . W=8J, . =12,6m/s 4.40 m, +q , . , = , +Q. . 0 /2 +Q. . ; k , g. . = g+2kQq/m, . = 4.41 =300 ==1m Q =1C. , (), m=0,01kg q=0,1C . () ; g=10m/s2. =13,41m/s 4.42 () Q=100C . =d=9m () m=8g, q=100C. =105/C . N : . , x , () . . . . x=3m, . =100m/s 4.43 1 Q =+1mC . 2, m=0,1kg, q=+1C

  • 1 =1m . g=10m/s2 . . 2; . 2, ; . =9m, . max= 80m/s x=3m 4.44 M m=40gr q=+1cb =3m Q=+100cb, . g=10m/s2.: . h . . . hmin= 0,75m, hmax=3m. . max= 3,87m/s 4.45 =300 Q=+1mC . =1m m=0,2kg q=+1C 0=10m/s . : . x . . . g=10m/s2. . . x=18,54m, . max=11,83m/s 4.46 , (), Q=100C. , () m=0,12kg, q=10C r=3m (). () =0,094, =0,1. . . . r2=6m (). g=10m/s2. . =4,4m/s 4.47 () m=0,01kg =1,6m h=1,8m. () Q=35C . () =10m/s. q (). g=10m/s2. . q=3C

  • 4.48 +q +4q d . . ; . d/3 , . . , , ; . U=4kq2/d, . W=8kq2/d, . =2kq2/d 4.49 Q Q r . . ; . ; . , (2r), ; . U=kQ2/r, . W=kQ2/r, . W= kQ2/2r 4.50 m 2m +q +2q r . . . . , , 2r ; . , : i) 2r. ii) . . U=2kq2/r, . =q 2k/mr, . i=kq2/r, ii=2kq2/r 4.51 =10cm q1=+q, q2=+2q, q3= 4q, q = 107C. . ; . ; . q1=q2=+q q3 , . . U =9,10-3J . W = 9,103J, . qx = q/2 4.52 . +q, 2q +q. , ==. . . . . . 2q , ; q, k , . . U= 7q2/2, . W=+7q2/2, . W=4kq2/

  • 4.53 : q1=q, q2=2q q3=q. : . . . 2. Coulomb. . W=kq2/, . W=kq2/2 4.54 4 , e , m, . ;

    max=2 2(2 )

    2kem

    + 4.55 m +q q r . : . r/2 . . Coulomb . . 1=2=q k/mr, . W=kq2/r 4.56 m, +q 2m, +2q r . : . 2r . . Coulomb . . 1=q k/3mr, 2=2q k/3mr, . W=kq2/r 4.57 1, m1=m, q1=+q 0 2, m2=m q2=+q . . x ; . 2 1 ; . xmin=4kq2/m02, . 2=0, x

  • 4.58 1, m1=m, q1=+q 0 2, m2=3m q2=+2q , . . x ; . 2 1 ; . ; . xmin=16kq2/3m2, ) 2=0/3, x=6kq2/m02 . 1=2=0/2 4.59 ( ) 0. , ( ) , . : . x, 0/2. . . : qp=+e, mp=m , q=+2e, m=4m. . x=64ke2/11m02, . xmin= 5ke2/m02 4.60 m, +e r . p1 p2 0=e k/mr p2, p2 . : . . . . . , . . d, p1 . . xmin=4r/5, . W=-ke2/4r, . /t=0,25ke2/16r2, . d=r 4.61 (m,q) (2m,2q) . 0 , . : . . . . . Coulomb , . . d1/d2, d1 , , d2 , . . =0/3, . x=3kq2/2m, . W=m02/5, . d1/d2=4/5

  • 5. 5.1 : . . . .. . .. .. . . . m q .. 5.2 +Q Q ; . . . . . . . +q r kQq/r2. . . 5.3 , . 5.4 +Q -Q VAB d : . E = VAB/d. . +q F=VAB,q/d. . . . d/2 VAB/2 , . 5.5 , : . . . , , . . . . , . ;

  • 5.6 : . . . . . . . . . . ; 5.7 . : . . . . . . . . 5.8 0 . : . . . . . . . . 5.9 0 . : . . . . . . . . 5.10 , : . . . . . . . . 5.11 (0=0) . : . . . . . . . . 5.12 0 . : . . . . . .

  • . . 5.13 , . : . . . . . . . . 5.14 . : . . . . . . . . 5.15 . : . . . . . . . . 5.16 1 m +q 2 4m +2q , . :

    . 1/2=1/4 . 1/2=4 . 1/2=1/2 . 1/2=2 5.17 0 . : . . . , . . . . , . 5.18 1( m, +q) 2( 4m, +2q) . ; . . . . 2 . . 1 . . 2 1.

  • 5.19 0 . y , V : 5.20 m +q 0 . . 1 2 :

    . 1=2 . 1>2 . 1t2 . t1

  • 5.21 , , =. VV=5V, V VB. V=10V , V=5V 5.22 , , =2 = VA=5V V=2V. . V =3V 5.23 , q=1mC m=106kg , =4103/C. . s=8cm; . s. . 8cm; . t=2,104s, . =800m/s, . V=320V 5.24 V=2000V V=1200V. , q=+108C m=1014kg 1=3,104m/s. ; 2 = 5,104m/s 5.25 m=2106kg, q=+10-4C 0=4106m/s , =8104N/C. . : . . . . . . . . . t=1s, . s=6,106m, . W=48,106J, . P=64,106J/s 5.26 m +q t0=0 xx 0, . , xx . . ; . ; . . . ; . t= m0/q, . x=m02/2q, . t=2m0/q, . =0

  • 5.27 d=0,2m m=105kg q=+1C. , . . ; . ; . ; g=10m/s2. . t=0,2s, . V=20V, . =4,105J 5.28 V=100V. 1=100eV. : i. , ii. , . . 200eV, . 0 5.29 m=109kg q=+2109C , . =20V/m. V= 0,2V g=10m/s2. : . , . . O . . . . . . a=50m/s2, . t=0,02s, . W=4,1010J, . =5,1010J 5.30 d=0,2m . m=1g q=0,1mC t=102s. g=10m/s2 : . . . . . . . . . . . =40100V/m, . =0,8J, . U=0,802J, . u =0,002J, . =0 5.31 ,

  • , 0. 6cm . = 300N/C, : . . . 0. . . . . . m=1,61027kg q=16 1019C. . a=3,1010m/s2, .0=6,104m/s, . t=4,106s, . /t=28,8,1013J/s 5.32 m=109kg q=106C 0=103m/s =103V/m. =1m. . : . . . . . . . . . VOA . . . a .t=103s, . =106m/s2, . y=5,101m, . =5,104J, . 500V, . p=106kgm/s 5.33 q/m= 108C/kg V1= 200V. , , d=4cm. V2= 1600V. : . , , . . ; . =2,105m/s, . x= 2cm

  • 5.34 q/m=108m/s , =105m/s. V=400V.To . d/l, d l . d/=2 5.35 q = 1012C m=1015kg t=0, =103V/m 0=10

    6m/s . : . =450 . . . . (0,2s). . (0,2s). . t=2s. . t1=1s, . t2=2s, . W=2,103J, . p=2,109kgm/s, . /t=2,103J/s 5.36 , m, +q, K1 ... . , . 2 .

    2=1 + 2q2,24K1

    5.37 d=10cm V=103V. m=1g, q=1mC K1=0,4J K2=0,8J. : . H y . . . . . . y=0,04m, . t=2,83ms . VOA=400V 5.38 4 V=5104V , d=0,1m.

  • d 0 . =0,2m. 0 ; e=1,61019C, m=91031kg. 0

    2

    2

    Vqld m

    01,33108m/s 5.39 V1=200V , l, d=10cm, l=2d V2=100V. . s , , . s=5cm 5.40 V1=V. , d, . V2=V d . d 2/2 5.41 m=105kg , q=105C , 0=2102m/s, , =2,105 V/m. d l. , . . 0. : . . . d . l . . . . t=103 3s, .d=0,3m, .=0,2 3m, =/3 5.42 V1=100V d=10cm V2=600V. , 2. . y=5cm