Fizyka dla każdego
Elektrostatyka · 1 min czytania

Elektrostatyka zadanie 4 - Jak należy rozdzielić ładunek Q na dwie kulki...

Opublikowano: 23.11.2010 · Ostatnio zmieniany: 22.08.2011
Wyślij link e-mailem Własna poczta Komentarze (0)

Oceń ten artykuł: od 1 do 5 gwiazdek
(0 głosów) . Jeszcze nie oddano głosów.

Kliknij gwiazdkę, aby od razu oddać ocenę. Klawiaturą wybierz gwiazdkę klawiszem Tab i naciśnij Enter lub spację. Jeden głos na materiał z danej przeglądarki.

Jak należy rozdzielić ładunek Q na dwie kulki, aby siła wzajemnego oddziaływania miedzy kulkami była największa ?

Zobacz rozwiązanie! - kliknij na napis "więcej" znajdujący się poniżej.


Aby rozpatrzeć to zagadnienie najpierw musimy wypisać podstawowe zależności:

F_{od}=F_{c}=\frac{kq_{1}q_{2}}{r^2}

Gdzie „k” to stała, a „r” przyjmujemy stałe

Siła wzajemnego oddziaływania między tymi kulkami to siła coulomba, gdyż mają one mieć ładunki.


Q=q_{1}+q_{2}

Widzimy teraz już że należy znaleźć maksimum dla iloczynu ładunków.


Najprościej nam będzie jeśli sprowadzimy to do postaci funkcji kwadratowej:
Robimy przekształcenie:

q_{2}=Q-q_{1}
I wstawiamy to tutaj:

q_{1}q_{2}=q_{1}(Q-q_{1})

Otrzymujemy więc funkcję kwadratową:

q_{1}q_{2}=-q^{2}_{1}+Qq_{1}

Wiemy że gdy współczynnik „a” w funkcji kwadratowej jest ujemny, to funkcja osiąga maksimum w wierzchołku. Nas jednak nie interesują obie współrzędne wierzchołka, a jedynie q1 wierzchołka czyli współrzędna x, ta dla której funkcja nas interesująca przyjmie wartość największą:

x_{w}=\frac{-b}{2a}=q_{1fmax}


Wstawiamy współczynniki i otrzymujemy wynik:

q_{1fmax}=\frac{-Q}{2\cdot (-1)}=\frac{Q}{2}


Wiemy że:

q_{2}=Q-q_{1}


I z tego obliczamy też:

q_{2fmax}=Q-q_{1fmax}=Q-\frac{Q}{2}=\frac{Q}{2}


Możemy więc ostatecznie odpowiedzieć że aby siła wzajemnego oddziaływania między kulkami była największa, należy rozdzielić ładunek po równo na obie kulki.

Najpierw spróbuj samodzielnie. Zapisz dane, wybierz prawa fizyczne i sprawdź jednostki. Przejdź do zadań ze sprawdzaniem odpowiedzi »

Ostatnie materiały autora

Wszystkie materiały autora »

Komentarze (0)

Nie ma jeszcze opublikowanych komentarzy. Rozpocznij rozmowę o tym materiale.

Dodaj komentarz

☺ Emotikony

Zaznacz tekst i wybierz formatowanie. Znaczniki HTML nie są wykonywane.

← Wróć do działu: Zadania Do góry ↑
Nie znalazłeś szukanego materiału? Napisz do nas — pomóż nam rozwijać Fizykę dla każdego.