Twee metalsfere, J en L, wat op houstaanders geplaas word, het ladings van +3 μC en +2 μC onderskeidelik - NSC Physical Sciences - Question 7 - 2017 - Paper 1

Die formule om die elektrostatiese krag, $F$, te bereken is: $F = k_0 \frac{|q_1 q_2|}{r^2}$ Hier is:

• $k_0 \approx 8,99 \times 10^9 \ N\cdot m^2/C^2$
• $q_1 = 3 \times 10^{-6} \ C$
• $q_2 = 2 \times 10^{-6} \ C$
• $r = 0,20 \ m$

Substitusies gee ons: $F = \frac{(8,99 \times 10^9) \times (3 \times 10^{-6}) \times (2 \times 10^{-6})}{(0,20)^2} \approx 1,35 \ N$

Die lading op sfeër M, $Q$, na kontak met sfeër L kan bereken word deur die behoud van lading te gebruik: $Q = q_L + q_M$ $Q = 2 \mu C + (-8 \mu C) = -6 \mu C$

Die aantal elektrone, $n_e$, wat oorgedra is kan gevind word deur die formule: $n_e = \frac{Q}{e}$ waar $e = 1,6 \times 10^{-19} \ C$.

Met $Q = -6 \times 10^{-6} \ C$: $n_e = \frac{-6 \times 10^{-6}}{1,6 \times 10^{-19}} \approx 3,75 \times 10^{13}$

Die elektrisiteitsveldpatroon moet die veldlynne rondom die positiewe en negatiewe ladings toon, met die veldlynne wat van die positiewe lading (sfeer L) af na die negatiewe lading (sfeer M) wys. Dit moet 'n korrekte vorm hê, met veldlynne wat nie mekaar kruis nie.

Die netto elektrostatiese veldsterkte, $E_{net}$, kan bereken word deur die byvoeging van die velde van sfeër L en M: $E_{L} = k_0 \frac{q_L}{r^2} ext{ en } E_{M} = k_0 \frac{q_M}{r^2}$ Hierna kan ons die netto veldsterkte vind: $E_{net} = E_{L} + E_{M}$