Interaksi muatan listrik

Gambar tersebut menunjukkan dua bola bermuatan dan sebuah muatan uji B. Besarnya muatan dan massa benda ditunjukkan pada kartu. Dengan menggunakan data ini, selesaikan tugas dan jawab pertanyaannya.

1 Berapa jarak antara titik pusat bola?

2 Dengan gaya berapakah muatan-muatan pada bola berinteraksi satu sama lain?

3 Gambarlah letak bola dan muatan uji q di buku catatan anda, hitung dan gambar vektor tegangan pada skala yang dipilih medan listrik di titik B dari setiap bola bermuatan, tentukan besar dan arah vektor total pada titik tersebut di lapangan.

4 Berapakah gaya medan listrik yang bekerja pada muatan uji yang ditempatkan di titik B?

5 Berapakah percepatan yang diterima benda bermuatan uji q pada titik ini? (Berat badan tertera di kartu.)?

6 Tentukan jari-jari bola dengan menggunakan skala dan hitung potensial bola dalam kilovolt.

7 Hitung potensial medan listrik di titik B dan C.

8 Berapa usaha yang harus dilakukan oleh gaya luar untuk memindahkan muatan uji q dari titik B ke titik C?

Pilihan 1

pilihan 2

Pilihan 3

Pilihan 4

Pilihan 5

Opsi 6

Pilihan 7

Opsi 8

Opsi 9

Opsi 10

1 Jarak antar pusat bola:

2 Modulus gaya interaksi antara muatan q 1 dan q 2:

3 Modulus kuat medan listrik di titik B:

Mari kita gambarkan vektor tegangan pada gambar ke skala: sisi sel sama dengan . Mari kita buat vektor tegangan. Arahnya ditunjukkan dalam gambar, dan modul dihitung:

4 Besarnya gaya yang bekerja pada muatan uji q di titik B:

5 Modul percepatan di titik B adalah:

Mari kita menggambar garis perkiraan kuat medan listrik melalui titik B. Garis ini harus bersinggungan dengan arah vektor dan tegak lurus permukaan bola yang membawa muatan q 2. Karena ini adalah uji coba muatan positif q mendekat muatan negatif q 2 , maka gaya dan percepatan akan bertambah seiring dengan pergerakan muatan q.

6 Potensial pada bola yang membawa muatan q 1 dan q 2. Dalam satuan SI ditentukan dengan rumus: Di mana unit SI, kalau begitu

Kartu itu terlihat kapasitor datar. Ketebalannya ditunjukkan. Bentuk pelat kapasitor ditunjukkan di dekatnya. Dimensi pelat diberikan dalam milimeter. Dengan menggunakan data di kartu, selesaikan tugas dan jawab pertanyaan.

1 Hitung luas aktif kapasitor.

2 Hitung kapasitas listrik kapasitor.

3 Berapa kuat medan antara pelat-pelat kapasitor?

4 Temukan jumlah muatan pada pelat kapasitor.

5 Dengan gaya berapa medan kapasitor bekerja pada muatan q 1, yang nilainya tertera pada kartu?

6 Berapa kapasitas listrik dalam mikrofarad yang dimiliki 100 kapasitor yang sama yang dihubungkan secara paralel jika jarak antara pelat dikurangi menjadi 0,1 mm dan mika dengan ketebalan yang sama ditempatkan di antara keduanya. Konstanta dielektrik mika dianggap sama dengan 6.

Catatan penjelasan

Kartu dalam seri ini akan membantu siswa lebih mengenal konsep baru elektrostatika. Selain itu, keterampilan dalam memecahkan masalah, mengubah satuan pengukuran, dan menghitung menggunakan kalkulator dikembangkan.

Metodologi untuk bekerja dengan kartu

Desain kartunya menggambarkan dua bola logam yang membawa muatan listrik. Nilai biaya ini ditunjukkan pada kartu. Untuk mengetahui ukuran bola dan jarak antar bola (pusatnya), digunakan kotak kotak-kotak. Setiap kartu menunjukkan panjang sisi sel grid ini. Massa bola tempat muatan uji berada di titik B, dan besarnya muatan ini juga ditunjukkan pada kartu.

Setelah siswa mengenal hukum Coulomb, disarankan untuk menempatkan pekerjaan mandiri dengan kartu. Dua pertanyaan pertama disarankan. Jarak dihitung dari panjang sel pada skala yang sesuai menggunakan teorema Pythagoras.

Kedua kalinya berguna untuk menggunakan kartu setelah mempelajari konsep kuat medan listrik. Menawarkan pertanyaan kepada siswa 3, 4,5. Siswa harus menggambar lokasi semua muatan di buku catatan mereka (bergaris persegi) dan menggambar vektor pada skala yang dipilih Dan dan vektor totalnya. Menarik sekali meminta siswa menggambar perkiraan lokasi garis tegangan yang melalui titik B.

Jika mau, Anda dapat mengajukan pertanyaan 1-5 secara bersamaan.

Soal untuk kartu “Interaksi Muatan Listrik”

1. Berapa jarak antara pusat bola?
2. Dengan gaya berapakah muatan-muatan pada bola berinteraksi satu sama lain?
3. Hitung kuat medan di titik B yang ditimbulkan oleh setiap muatan. Gambarkan lokasi bola dan uji muatan q di buku catatanmu. Pada skala yang dipilih, gambarkan vektor intensitas yang dihasilkan oleh setiap muatan di titik B. Tentukan besar dan arah vektor intensitas total pada titik tersebut di lapangan. Gambarlah perkiraan letak garis tegangan yang melalui titik B.
4. Berapa gaya yang diberikan medan listrik pada muatan uji q yang ditempatkan di titik B?
5. Berapa percepatan yang diperoleh benda dengan muatan uji q dan massa m?
6. Tentukan jari-jari bola berdasarkan skala dan hitung potensinya.
7. Tentukan potensial medan listrik di titik B dan C.
8. Berapa usaha yang harus dilakukan oleh gaya luar untuk memindahkan muatan uji q dari titik B ke titik C?

Contoh penyelesaian pada kartu no.8

1. Jarak antar pusat bola:

10, r = 10 cm = 0,1 m

1. Modulus gaya interaksi antar muatan q 1 dan pertanyaan 2:

1. Modulus kuat medan listrik di titik B:

Mari kita gambarkan vektor tegangan Dan pada gambar untuk skala (lihat gambar)

Mari kita buat vektor teganganArahnya ditunjukkan dalam gambar, dan modul dihitung:

Mari kita menggambar garis perkiraan kuat medan listrik melalui titik B. Garis ini harus bersinggungan dengan arah vektordan tegak lurus terhadap permukaan bola yang membawa muatan q 2 .

1. Besarnya gaya yang bekerja pada muatan uji q di titik B:

1. Modul percepatan di titik B adalah:

1. Potensial pada bola yang membawa muatan q 1 dan pertanyaan 2:

1. Potensi di titik B dari muatan q 1 dan q 2 akan berkali-kali lebih kecil dari potensial bola dengan jarak dari pusat bola ke titik ini lebih banyak jari-jari bola. DI DALAM dalam contoh ini masing-masing 8 dan 6 kali. Oleh karena itu, potensial total di titik B sama dengan:

Potensial di titik C dari muatan yang sama ditentukan dengan terlebih dahulu mencari jarak bola ke titik tersebut.

13,6 cm = 0,136 m

8,06 cm = 0,081 m

1. Pekerjaan kekuatan eksternal, diperlukan untuk memindahkan muatan uji q dari titik B ke titik C:

J

Contoh latihan terprogram

Pertanyaan:

1. Potensi bola bermuatan q 1 , V
2. Potensi bola bermuatan q 2 , V
3. Potensial di titik B, B
4. Potensial di titik C, B
5. Usaha untuk memindahkan muatan q dari titik ke titik C, μJ

Jawaban kartu no. 1, 3, 5, 7, 9

Kode untuk diperiksa:

№1 – 25 431

№3 – 23 512

№5 – 34 125

№7 – 51 243

№9 – 12 354

Jawaban kartu no. 2, 4, 6, 8, 10

Kode untuk diperiksa:

№2 – 53 241

№4 – 42 513

№6 – 31 425

№8 – 25 134

№10 – 14 352

Aplikasi

Saya melakukan apa yang saya bisa

• Saya melakukan apa yang saya bisa

• biarkan orang lain berbuat lebih baik.

• I.Newton.

• . Rumuskan hukum gravitasi universal dan tuliskan rumus yang menyatakan hubungan antar besaran.

• 2. Pelajari esensi fisik dari konstanta gravitasi.

• 3. Batasan penerapan hukum gravitasi universal

• 4. Belajar menyelesaikan masalah dengan menggunakan hukum gravitasi universal.

Apa jadinya jika...?

• Apa jadinya jika...?

• Kami menjatuhkan barang bawaan dari tangan kami...

• Kami melemparkan bola ke atas...

• Kami melempar tongkat secara horizontal...

M.Lomonosov

• M.Lomonosov

• Ilmuwan Inggris Isaac Newton adalah orang pertama yang merumuskan hukum gravitasi universal

• - jarak jauh; - tidak ada hambatan bagi mereka; - diarahkan sepanjang garis lurus yang menghubungkan benda-benda; - ukurannya sama; - berlawanan arah.

Rumusnya berlaku:

• Rumusnya berlaku:

• - jika ukuran benda-benda tersebut sangat kecil dibandingkan dengan jarak antara keduanya;

• - jika kedua benda homogen dan berbentuk bola;

Rumusnya berlaku:

• Rumusnya berlaku:

• - jika salah satu benda yang berinteraksi adalah bola, yang ukuran dan massanya jauh lebih besar daripada benda kedua

Tugas No.1

• Tugas No.1

• Hitung gaya gravitasi universal antara dua siswa yang duduk di meja yang sama.

• Massa siswa 50 kilogram, jarak satu meter.

• Kita mendapatkan gaya yang sama dengan 1,67*10 -7 N .

• Kekuatannya sangat kecil sehingga benang pun tidak akan putus.

• Dengan kekuatan apa kambing Bibi Masha tertarik pada kubis di kebun Baba Glasha jika ia sedang merumput pada jarak 10 meter darinya? Berat kambing Grishka adalah 20 kg, dan tahun ini kubis telah tumbuh besar dan berair, beratnya 5 kg.

• Berapa jarak antara bola-bola yang masing-masing bermassa 100 kg, jika kedua bola tersebut saling tarik menarik dengan gaya 0,01 N?

DIBERIKAN: Larutan:

• DIBERIKAN: Larutan:

• m1=m2 =100kgDari hukum universal

• gaya berat:

• F= 0,01N F= G*m1m2/ R2

• _____________ Mari kita nyatakan jaraknya:

• R -? R = (G*m1m2/ F) ½

• Mari kita hitung:

• R = (6,67*10 -11Nm2/kg2 *100kg*100kg/0,01N)1/2

• R = 8,2*10-3 m

• Menjawab : R = 8,2*10-3 m

• Dua bola identik terletak pada jarak 0,1 m satu sama lain dan tarik menarik dengan gaya 6,67 * 10 -15 N. Berapa massa masing-masing bola?

DIBERIKAN: Larutan:

• DIBERIKAN: Larutan:

• m1=m2 = mDari hukum universal

• R=0,1 m gravitasi:

• F= 6,67*10 -15N F= G*m1m2/ R2

• _____________ Mari kita nyatakan massa benda:

• M-? m= (F*R2/G) ½

• Mari kita hitung:

• m= (6,67*10 -15 N *0,01m2/6,67*10 -11Nm2/kg2)1/2

• m= 0,001kg

• Menjawab: m= 0,001kg

• Penemuan hukum gravitasi universal memungkinkan penjelasan berbagai fenomena terestrial dan langit:

• pergerakan benda di bawah pengaruh gaya gravitasi di dekat permukaan bumi;

• pergerakan planet-planet tata surya serta satelit alami dan buatannya;

• lintasan komet dan meteor;

• fenomena pasang surut;

• kemungkinan lintasan benda langit dijelaskan;

• gerhana matahari dan bulan dihitung, massa dan kepadatan planet dihitung

Mari kita rangkum:

• Mari kita rangkum:

• Newton didirikan

• Apa semua benda di Alam Semesta saling menarik satu sama lain.

• Saling tarik menarik antara semua benda disebut gravitasi universal – gaya gravitasi.

§ 15, latihan 15 (3; 5)

• § 15, latihan 15 (3; 5)