hai điên tích điểm q1=16uC và q2=-64uC lần lượt đặt tại hai điểm A,B trong chân …
Hôm nay, chúng ta sẽ cùng nhau chinh phục một bài tập về lực tương tác giữa các điện tích. Thầy sẽ hướng dẫn các em từng bước một để làm bài tập này một cách thật dễ dàng nhé.
Bước 1: Phân tích đề bài và xác định yêu cầu.
Chúng ta có ba điện tích điểm: q1, q2 và q0. Chúng được đặt tại các vị trí A, B và M. Khoảng cách giữa A và B là 1m. Khoảng cách từ M đến A là 60cm và từ M đến B là 80cm. Yêu cầu của bài toán là tính độ lớn của lực tổng hợp tác dụng lên điện tích q0.
Bước 2: Nhận xét về đặc điểm hình học của bài toán.
Chúng ta có các khoảng cách AM = 60cm, BM = 80cm và AB = 1m = 100cm. Quan sát các số này, ta thấy có mối quan hệ đặc biệt: 60^2 + 80^2 = 3600 + 6400 = 10000 = 100^2. Điều này có nghĩa là tam giác AMB là tam giác vuông tại M. Đây là một thông tin rất quan trọng giúp chúng ta đơn giản hóa việc tính toán lực tổng hợp.
Bước 3: Xác định các lực thành phần tác dụng lên q0.
Điện tích q0 chịu tác dụng của hai lực:
- Lực F1 do q1 tác dụng lên q0.
- Lực F2 do q2 tác dụng lên q0.
Chúng ta sẽ áp dụng định luật Coulomb để tính độ lớn của từng lực này.
Bước 4: Tính độ lớn của lực F1.
Áp dụng công thức định luật Coulomb:
\[ F = k \frac{|q1 q2|}{r^2} \]
Trong đó:
- k là hằng số Coulomb, \(k \approx 9.10^9\) N.m^2/C^2
- q1 và q2 là độ lớn của hai điện tích.
- r là khoảng cách giữa hai điện tích.
Trong trường hợp này:
- q1 = 16uC = \(16.10^{-6}\) C
- q0 = 4uC = \(4.10^{-6}\) C
- AM = r1 = 60cm = 0.6m
Thay số vào công thức:
\[ F1 = 9.10^9 \frac{|(16.10^{-6}) (4.10^{-6})|}{(0.6)^2} \]
\[ F1 = 9.10^9 \frac{64.10^{-12}}{0.36} \]
\[ F1 = \frac{576.10^{-3}}{0.36} = 1.6 N \]
Bước 5: Tính độ lớn của lực F2.
Tương tự, ta tính lực F2 do q2 tác dụng lên q0:
- q2 = -64uC = \(-64.10^{-6}\) C
- q0 = 4uC = \(4.10^{-6}\) C
- BM = r2 = 80cm = 0.8m
Thay số vào công thức định luật Coulomb:
\[ F2 = 9.10^9 \frac{|(-64.10^{-6}) (4.10^{-6})|}{(0.8)^2} \]
\[ F2 = 9.10^9 \frac{256.10^{-12}}{0.64} \]
\[ F2 = \frac{2304.10^{-3}}{0.64} = 3.6 N \]
Bước 6: Xác định phương của các lực thành phần.
Lực F1 do q1 (dương) tác dụng lên q0 (dương) là lực đẩy, có phương nằm trên đường thẳng AM và hướng ra xa q1.
Lực F2 do q2 (âm) tác dụng lên q0 (dương) là lực hút, có phương nằm trên đường thẳng BM và hướng về phía q2.
Do tam giác AMB vuông tại M, nên hai lực F1 và F2 vuông góc với nhau.
Bước 7: Tính độ lớn của lực tổng hợp.
Vì hai lực F1 và F2 vuông góc với nhau, ta có thể sử dụng định lý Pytago để tính độ lớn của lực tổng hợp F.
Áp dụng công thức:
\[ F = \sqrt{F1^2 + F2^2} \]
Thay số:
\[ F = \sqrt{(1.6)^2 + (3.6)^2} \]
\[ F = \sqrt{2.56 + 12.96} \]
\[ F = \sqrt{15.52} \approx 3.94 N \]
Kết luận: Độ lớn của lực tổng hợp tác dụng lên điện tích q0 là khoảng 3.94 N.
Thầy hy vọng bài hướng dẫn chi tiết này sẽ giúp các em nắm vững cách giải các bài toán tương tự. Nếu có bất kỳ thắc mắc nào, đừng ngần ngại hỏi thầy nhé!
Đáp án:
\(6,6N\)
Giải thích các bước giải:
Lực điện do \({q_1},{q_2}\) gây ra tại \({q_0}\) lần lượt là:
\(\begin{array}{l}
{F_1} = k.\dfrac{{\left| {{q_1}{q_0}} \right|}}{{r_1^2}} = {9.10^9}.\dfrac{{{{16.10}^{ – 6}}{{.4.10}^{ – 6}}}}{{0,{6^2}}} = 1,6N\\
{F_2} = k.\dfrac{{\left| {{q_1}{q_0}} \right|}}{{r_2^2}} = {9.10^9}.\dfrac{{{{64.10}^{ – 6}}{{.4.10}^{ – 6}}}}{{0,{6^2}}} = 6,4N
\end{array}\)
Lực điện tổng hợp tác dụng lên điện tích \({q_0}\) là:
\(F = \sqrt {F_1^2 + F_2^2} = \sqrt {1,{6^2} + 6,{4^2}} = 6,6N\)
Giải thích các bước giải:
nhận thấy tam giác AMB vuông tại M đo đó hợp lực tác dụng lên M là:
\(F=\sqrt{F_1^2+F_2^2}\)
với \(F_1=\dfrac{k.|q_1.q_0|}{AM^2}\) và \(F_2=\dfrac{k|.q_2.q_0|}{BM^2}\)
mình ko có máy tính nên bạn thay số vào nhé