Bài Tập Về Định Luật Coulomb
Định luật Coulomb là nền tảng cho sự hiểu biết của chúng ta về tương tác tĩnh điện, là lực hút hoặc đẩy giữa các vật thể mang điện tích. Bài viết này sẽ cung cấp những bài tập cụ thể giúp bạn nắm vững khái niệm về định luật Coulomb và cách áp dụng nó vào các tình huống thực tế.
Tìm Hiểu Về Lực Tĩnh Điện
Trước khi đi vào bài tập, chúng ta cần nhắc lại nội dung của định luật Coulomb. Định luật này, được phát biểu bởi nhà vật lý người Pháp Charles-Augustin de Coulomb vào thế kỷ 18, mô tả lực tương tác giữa hai điện tích điểm.
Nội dung định luật:
- Lực tĩnh điện (lực Coulomb) giữa hai điện tích điểm tỉ lệ thuận với tích độ lớn của hai điện tích và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng.
- Lực này có phương trùng với đường thẳng nối hai điện tích điểm.
- Nếu hai điện tích cùng dấu, lực giữa chúng là lực đẩy; nếu hai điện tích trái dấu, lực giữa chúng là lực hút.
Công thức:
F = k (|q1 q2|) / r^2
Trong đó:
- F là lực Coulomb, đo bằng Newton (N)
- k là hằng số điện môi, có giá trị xấp xỉ 9 x 10^9 N.m^2/C^2 trong chân không
- q1, q2 là độ lớn của hai điện tích điểm, đo bằng Coulomb (C)
- r là khoảng cách giữa hai điện tích điểm, đo bằng mét (m)
Bài Tập Áp Dụng Định Luật Coulomb
Bài tập 1: Hai điện tích điểm q1 = +2 μC và q2 = -4 μC đặt cách nhau một khoảng r = 3 cm trong chân không. Tính lực tương tác giữa chúng.
Lời giải:
- Xác định giá trị các đại lượng: q1 = 2 x 10^-6 C, q2 = -4 x 10^-6 C, r = 0.03 m.
- Áp dụng công thức định luật Coulomb: F = k (|q1 q2|) / r^2
- Thay số và tính toán: F = 9 x 10^9 (|2 x 10^-6 -4 x 10^-6|) / (0.03)^2 = 80 N
Vậy lực tương tác giữa hai điện tích là 80 N, là lực hút vì hai điện tích trái dấu.
Bài tập 2: Ba điện tích điểm q1 = q2 = +5 μC và q3 = -10 μC được đặt tại ba đỉnh của một tam giác đều cạnh a = 10 cm. Tính lực tổng hợp tác dụng lên điện tích q3.
Lời giải:
- Xác định các lực tác dụng lên q3:
- Lực F13 do q1 tác dụng lên q3 có phương trùng với đường thẳng nối q1 và q3, chiều là lực hút (vì q1 và q3 trái dấu).
- Lực F23 do q2 tác dụng lên q3 có phương trùng với đường thẳng nối q2 và q3, chiều là lực hút (vì q2 và q3 trái dấu).
-
Tính độ lớn F13 và F23: Do q1 = q2 và tam giác đều nên F13 = F23. Áp dụng định luật Coulomb: F13 = F23 = k (|q1 q3|) / a^2 = 9 x 10^9 (|5 x 10^-6 -10 x 10^-6|) / (0.1)^2 = 45 N.
-
Tính lực tổng hợp tác dụng lên q3: Do tính chất đối xứng của tam giác đều, hai lực F13 và F23 hợp với nhau một góc 120 độ. Sử dụng quy tắc hình bình hành hoặc công thức tính lực tổng hợp, ta có:
F = √(F13^2 + F23^2 + 2 F13 F23 cos(120°)) = √(45^2 + 45^2 + 2 45 45 (-0.5)) = 45 N.
Vậy lực tổng hợp tác dụng lên điện tích q3 là 45 N, có phương trùng với đường cao của tam giác đều và chiều hướng từ q3 ra xa hai điện tích q1 và q2.
Kết Luận
Bài viết này đã cung cấp cho bạn cái nhìn tổng quan về định luật Coulomb và cách áp dụng nó vào các bài tập cụ thể. Hiểu rõ định luật này là bước đầu tiên để bạn có thể giải quyết các bài toán phức tạp hơn trong lĩnh vực điện tích và trường tĩnh điện.
Bạn có muốn tìm hiểu thêm về công ty hoàng gia luật lừa đảo hoặc yêu cầu hủy kết hôn trái pháp luật? Hãy khám phá thêm thông tin bổ ích trên website Luật Game!
Cần Hỗ Trợ?
Nếu bạn có bất kỳ câu hỏi hoặc cần hỗ trợ về các vấn đề pháp lý, hãy liên hệ với chúng tôi:
Số Điện Thoại: 0903883922
Email: [email protected]
Địa chỉ: Đoàn Thị Điểm, An Lộc, Bình Long, Bình Phước, Việt Nam.
Chúng tôi có đội ngũ chăm sóc khách hàng 24/7.
