Παρασκευή, 30 Οκτωβρίου 2009

Δυναμικό. Ερώτηση συμπλήρωσης κενών.


Να συμπληρωθούν τα κενά στο παρακάτω κείμενο.
Σε δύο σημεία Α και Β μιας ευθύγραμμης δυναμικής γραμμής τα δυναμικά είναι αντίστοιχα VΑ= -20V και VΒ= -5V και η κατεύθυνση της έντασης είναι από το ....... προς το σημείο......... Αν ένα θετικό σημειακό φορτίο q=20μC αφεθεί στο σημείο Ο όπου VΟ=- 10V θα του ασκηθεί δύναμη η οποία θα έχει την κατεύθυνση προς το σημείο ……. Κατά τη μετακίνηση του φορτίου από το Ο στο (Α ή Β) ……… το έργο της δύναμης του πεδίου είναι.................... J και είναι ίσο με τ………………………ενέργεια που απέκτησε το φορτίο.

1ος Θερμοδυναμικός Νόμος. Εφαρμογή σε κυκλική μεταβολή.

Μια ποσότητα ιδανικού αερίου (Cv= 3R/2) εκτελεί την κυκλική μεταβολή του σχήματος όπου ΤΒΓ και pΓ=105Ν/m2.

Ζητούνται:
i) Η θερμότητα και η μεταβολή της εσωτερικής ενέργειας κατά τη μεταβολή ΑΒ.
ii) Η μεταβολή της εσωτερικής ενέργειας κατά τη μεταβολή ΓΑ.
iii) Το έργο και η θερμότητα που ανταλλάσσει το αέριο με το περιβάλλον κατά τη μεταβολή ΓΑ.
iv) Το έργο, η θερμότητα και η μεταβολή της εσωτερικής ενέργειας του αερίου κατά την κυκλική μεταβολή.
Δίνεται ln2=0,7

Κίνηση φορτίου σε ομογενές ηλεκτρικό πεδίο

Στο εσωτερικό επίπεδου πυκνωτή δημιουργείται ομογενές ηλεκτρικό πεδίο με ένταση Ε κατακόρυφη με φορά προς τα πάνω. Η χωρητικότητα του πυκνωτή είναι C=10-2μF και το φορτίο του Q=1μC. Από σημείο Α του αρνητικού οπλισμού βάλλεται με αρχική ταχύτητα υο=10-1m/s κατακόρυφα προς τα κάτω ένα σωμάτιο με μάζα m=1g και φορτίο +q, το οποίο φτάνει στο θετικό οπλισμό με μηδενική ταχύτητα σε χρόνο t=2×10-2s. Να βρείτε

i) την απόσταση των οπλισμών και την ένταση του ομογενούς πεδίου.
ii) το φορτίο q του σωματίου.
iii) το έργο της δύναμης του ηλεκτρικού πεδίου στην παραπάνω διαδρομή.
Δίνεται g=10m/s2.

Πέμπτη, 29 Οκτωβρίου 2009

1ος Θερμοδυναμικός νόμος και μη αντιστρεπτή μεταβολή.

Μια ποσότητα αερίου πηγαίνει μη αντιστρεπτά από την κατάσταση ισορροπίας Α στην κατάσταση Β του παρακάτω διαγράμματος, απορροφώντας θερμότητα 1000J.

i)   Πόσο μετεβλήθη η εσωτερική ενέργεια του αερίου;
ii)  Πόσο έργο παρήχθη;
iii) Αν η μετάβαση από την αρχική κατάσταση Α πήγαινε αντιστρεπτά στην κατάσταση Β, μέσω της διαδρομής AΓΒ:
α)  Πόσο έργο θα παρήγαγε;
β) Πόση θερμότητα θα απορροφούσε το αέριο;
Δίνονται pΑ=2∙105Ν/m2, VΑ=10L, pΒ=1∙105Ν/m2 και VΒ=20L.

Τετάρτη, 28 Οκτωβρίου 2009

Μια ακόμη επαναληπτική άσκηση στο πεδίο Coulomb

Τα τρία φορτία του σχήματος βρίσκονται διαρκώς στις κορυφές του ισοπλεύρου τριγώνου και περιστρέφονται με σταθερή κατά μέτρο ταχύτητα γύρω από κέντρο βάρους του τριγώνου. Το τέταρτο φορτίο βρίσκεται στο βαρύκεντρο και ισορροπεί.

Πόση είναι η ολική ενέργεια του συστήματος των τεσσάρων φορτίων;

Δίνεται q1=q2=q3=q,q4=-q, η πλευρά του τριγώνου ίση με α και η ακτίνα του κύκλου ίση με

Διαγώνισμα στα αέρια.2

Θέμα 1ο
1)  Ποσότητα ιδανικού αερίου βρίσκεται μέσα σε δοχείο μεταβλητού όγκου. Διπλασιάζουμε τον όγκο του δοχείου με σταθερή τη θερμοκρασία. Τότε:
i) διπλασιάζεται και η πίεση του αεριού.
ii)  η πυκνότητα του αερίου διπλασιάζεται.
iii) η ενεργός ταχύτητα των μορίων παραμένει σταθερή.
iv) το πηλίκο  p/πριν και μετά τη μεταβολή έχει την ίδια τιμή.
2)  Ένα αέριο ονομάζεται ιδανικό όταν:
i)  υπακούει στους 3 νόμους των αερίων σε οποιεσδήποτε συνθήκες βρίσκεται
ii) ισχύει η καταστατική εξίσωση σε όλες τις πιέσεις και θερμοκρασίες
iii) οι κρούσεις των μορίων με τα τοιχώματα είναι ανελαστικές
iv)  τα μόρια του αερίου συμπεριφέρονται σαν μικροσκοπικές απόλυτα ελαστικές σφαίρες.



Τρίτη, 27 Οκτωβρίου 2009

Άσκηση από τον διαγωνισμό της Ε.Ε.Φ. του 2008

Σωμάτιο με μάζα m=0,01kg και ηλεκτρικό φορτίο q=2,0μC βρίσκεται σε λείο οριζόντιο τραπέζι με μονωτική επιφάνεια και είναι δεμένο στο ένα άκρο οριζόντιας μονωτικής μη ελαστικής χορδής μήκους L=1,5m της οποίας το άλλο άκρο είναι στερεωμένο στο σημείο Α όπως φαίνεται στο σχήμα. 

Το σωματίδιο αφήνεται από την ηρεμία όταν η χορδή είναι οριζόντια και σχηματίζει γωνία θ=60° με οριζόντιο ομογενές ηλεκτρικό πεδίο Ε=300V/m. Ποια η ταχύτητα του σωματιδίου όταν το σχοινί γίνεται παράλληλο με το ηλεκτρικό πεδίο;

Δευτέρα, 26 Οκτωβρίου 2009

Διαγώνισμα Φυσικής Γεν. Παιδείας. Στατικός Ηλεκτρισμός.

1)  Στο σημείο Ο του διπλανού σχήματος, υπάρχει ακλόνητο σημειακό φορτίο +Q. Στο σημείο Α, σ’ απόσταση r αφήνουμε ελεύθερο ένα σωματίδιο Σ με φορτίο +q1.

i)  Να σχεδιάστε την δύναμη που ασκείται πάνω του. Το μέτρο της δίνεται από την εξίσωση:
F= ……………….
ii)  Σχεδιάστε επίσης το διάνυσμα της έντασης του πεδίου (που οφείλεται στο φορτίο Q) στο σημείο Α. Το μέτρο της έντασης δίνεται από την εξίσωση:
Ε=…………….
iii) Μετά από λίγο το Σ φτάνει στο σημείο Β, όπου (ΟΑ)=(ΑΒ). «Τότε δέχεται δύναμη με μέτρο ίσο με το μισό του αντίστοιχου μέτρου της δύναμης στο Α». Να εξηγείστε αν η παραπάνω πρόταση είναι σωστή ή λανθασμένη.
2)   Δίνονται δύο αντίθετα φορτία +q, -q, όπως στο σχήμα. Να σχεδιάστε τις δυναμικές γραμμές του ηλεκτρικού πεδίου των δύο φορτίων. Να σχεδιάστε επίσης την ένταση του πεδίου στο σημείο Α, αφού έχετε προνοήσει να περάσει μια δυναμική γραμμή από το Α.

3)  Ένα φορτισμένο σωματίδιο με φορτίο q= - 10μC αφήνεται στο σημείο Α μιας δυναμικής γραμμής, όπου VΑ= 1000V και μετά από λίγο περνά από ένα σημείο  (Β ή Γ) έχοντας κινητική ενέργεια Κ=0,01J.

i)    Υπολογίστε την δυναμική ενέργεια του σωματιδίου στο σημείο Α.
ii)   Από ποιο  σημείο πέρασε το σωματίδιο, το Β ή το Γ και γιατί;
iii)  Πόσο έργο παράγεται από την δύναμη του πεδίου κατά την διάρκεια της παραπάνω μετακίνησης του σωματιδίου;
iv) Να υπολογίσετε το δυναμικό στο σημείο αυτό (Β ή Γ).
4)  Στα άκρα ενός ευθυγράμμου τμήματος ΑΒ μήκους 3cm βρίσκονται ακίνητα δύο σημειακά φορτία q1=+2μC και q2= -1μC.

i)   Σε ποιο σημείο Γ, μεταξύ των Α και Β, το δυναμικό του ηλεκτρικού πεδίου είναι μηδέν;
ii)  Να βρείτε την ένταση του πεδίου στο σημείο Γ (κατεύθυνση και μέτρο).
Δίνεται k=9∙109Ν∙m2/C2.
Μπορείτε να το κατεβάσετε και σε pdf.

Κυριακή, 25 Οκτωβρίου 2009

Επαναληπτική άσκηση στο πεδίο Coulomb

Στις κορυφές Α και Γ ορθογωνίου τριγώνου ΑΒΓ ΑΒ=4m και ΒΓ=3m υπάρχουν δύο φορτία Q1=16μC και Q2=9μC.
i. Πόσο είναι το δυναμικό σε σημείο Δ στο οποίο η ένταση είναι ίση με μηδέν;
ii. Πόση είναι η δύναμη που δέχεται υπόθεμα q=1μC ευρισκόμενο στο Β;
iii. Πόση είναι η δυναμική ενέργεια του q στο Β;
iv. Πόσο είναι το έργο της δύναμης του πεδίου κατά τη μετακίνηση του q από το Β στο Δ;

Πέμπτη, 22 Οκτωβρίου 2009

Ωριαίο διαγώνισμα στα αέρια (και εσωτερική ενέργεια).

1)     Μια ποσότητα ιδανικού αερίου διαγράφει τις μεταβολές του παρακάτω σχήματος, όπου ΤΑΔ.

i)      Πώς ονομάζονται οι μεταβολές αυτές;
ii)    Σε ποιους νόμους υπακούουν οι μεταβολές ΑΒ και ΒΓ; (Να δοθεί το όνομα και η μαθηματική εξίσωση που περιγράφει κάθε μεταβολή).
iii)  Να σχεδιάστε ποιοτικά τις μεταβολές αυτές στους διπλανούς άξονες V-Τ.
2)     Δύο δοχεία Α και Β του ίδιου όγκου, περιέχουν το Α 4g Η2 και το Β 4g Ο2 στην ίδια θερμοκρασία.
i)      Τίνος αερίου τα μόρια έχουν μεγαλύτερη μέση κινητική ενέργεια;
ii)    Ποιο αέριο έχει μεγαλύτερη εσωτερική ενέργεια;
iii)  Ποιου αερίου τα μόρια έχουν μεγαλύτερη ενεργό ταχύτητα;
iv)  Σε ποιο δοχείο επικρατεί μεγαλύτερη πίεση;
Δίνονται οι γραμμομοριακές μάζες ΜΗ2=2∙10-3kg/mοℓ και ΜΟ2=32∙10-3kg/mοℓ.
Να δικαιολογήστε εν συντομία τις απαντήσεις σας.
3)     Μια ποσότητα Ηe βρίσκεται σε κατακόρυφο δοχείο που κλείνεται με έμβολο μάζας 2kg και εμβαδού 10cm2, απέχοντας κατά h1=5cm από την βάση του. Η θερμοκρασία του αερίου είναι 300Κ.

i)      Πόση είναι η πίεση του αερίου και πόση δύναμη ασκεί το αέριο στη βάση του δοχείου;
ii)    Θερμαίνουμε αργά το αέριο, με αποτέλεσμα το έμβολο να ανυψωθεί κατά h2=10cm.
a)    Να παραστήσετε τη μεταβολή σε βαθμολογημένους άξονες p-V και V-Τ.
b)   Να εξηγείστε γιατί αυξήθηκε η ενεργός ταχύτητα των μορίων του Ηλίου κατά την παραπάνω μεταβολή.
c)    Πόσο στα % αυξήθηκε η εσωτερική ενέργεια του αερίου κατά την παραπάνω θέρμανση;
Δίνεται g=10m/s2 και pατ=105Ν/m2.
Μονάδες (10+10+15)+(4∙5)+(16+14+10+5)=100
Μπορείτε να το κατεβάσετε σε pdf.

Τετάρτη, 21 Οκτωβρίου 2009

Κυκλική μεταβολή με μια άγνωστη μεταβολή.

Μια ποσότητα ιδανικού αερίου βρίσκεται σε μια κατάσταση θερμοδυναμικής ισορροπίας Α, στην οποία ασκεί πίεση pA=1,5atm και έχει εσωτερική ενέργεια UA=900J. Aπό την κατάσταση αυτή το αέριο εκτελεί την παρακάτω διαδοχική σειρά αντιστρεπτών μεταβολών:
ΑàB: ισόθερμη εκτόνωση μέχρι διπλασιασμού του αρχικού όγκου.
ΒàΓ: ισόχωρη ψύξη μέχρι υποδιπλασιασμού της απόλυτης θερμοκρασίας του.
ΓàΑ: συμπίεση που ικανοποιεί μια σχέση της μορφής pV + β ( α,β: πραγματικοί συντελεστές ).
Να βρεθούν:
α) Το διάγραμμα p-V της μεταβολής.                                  
β) Οι συντελεστές α και β.                                       
γ) Το ολικό έργο της παραπάνω κυκλικής μεταβολής.           
          Δίνονται: Cv=3R/2, 1atm=105N/m2, 1L=10-3m3, ln2=0,7.

Μια θερμική μηχανή σε σύνδεση με μηχανή Carnot.

 Μια ποσότητα Ηe αποτελεί το αέριο μιας θερμικής μηχανής η οποία εκτελεί την κυκλική μεταβολή  ΑΒΓ  που παριστάνεται παρακάτω:

Α. Να υπολογίσετε το θεωρητικό συντελεστή απόδοσης της παραπάνω θερμικής μηχανής.  Δίνεται  ότι  γ=5/3.                                                   
Β. Η παραπάνω θερμική μηχανή τροφοδοτεί με τη θερμότητα που αποβάλλει, μια θερμική μηχανή Carnot. Να βρείτε:
α) Το λόγο που πρέπει να έχουν οι θερμοκρασίες Τc/Th των δύο δεξαμενών της μηχανής Carnot για να έχει αυτή τον ίδιο συντελεστή απόδοσης με τη θερμική μηχανή του ερωτήματος Α.                                                                                 
β) Την ωφέλιμη ισχύ της μηχανής Carnot του προηγούμενου ερωτήματος, αν αυτή εκτελεί 6000 κύκλους ανά min και γνωρίζουμε ότι οι απώλειες λόγω τριβών ανέρχονται στο 25% της παραγόμενης ισχύος.                                                               
         Δίνεται: ln2=0,7 και ότι τα μεγέθη po, Vo θεωρούνται γνωστά.

Δευτέρα, 19 Οκτωβρίου 2009

Επιτάχυνση φορτισμένου σωματιδίου από Ηλεκτρικό πεδίο.

Ένα σωματίδιο μάζας m=0,01mg και φορτίου q1=1nC, αφήνεται στο σημείο Α, ενός ομογενούς ηλεκτρικού πεδίου έντασης Ε=3∙107Ν/C, οπότε μετά από λίγο κτυπά στην αρνητική πλάκα αφού διανύσει απόσταση d=1,5cm.

i) Σε πόσο χρόνο και με ποια ταχύτητα το σωματίδιο φτάνει στην αρνητική πλάκα;
ii)  Να παραστήσετε γραφικά την ταχύτητα του σωματιδίου σε συνάρτηση με το χρόνο.
Το ίδιο σωματίδιο αφήνεται στο σημείο Α, σε απόσταση r=4cm από ένα σταθερό σημειακό φορτίο Q=2μC.

iii) Ποια είναι η μέγιστη ταχύτητα που αποκτά το σωματίδιο;
iv) Κάνετε επίσης ένα ποιοτικό διάγραμμα της ταχύτητας του σωματιδίου σε συνάρτηση με το χρόνο.
Οι βαρυτικές δυνάμεις θεωρούνται αμελητέες και k=9∙109Ν∙m2/C2.

Ένταση και δυναμικές γραμμές ενός ηλεκτροστατικού πεδίου. Ένα Τεστ.

1)  Να σχεδιάστε το διάνυσμα της έντασης του ηλεκτρικού πεδίου που δημιουργεί το σημειακό φορτίο Q στα σημεία Α και Β. Αν το μέτρο της έντασης στο σημείο Β είναι ίσο με 3∙105Ν/C, πόσο είναι το αντίστοιχο μέτρο της έντασης στο Α, αν (ΟΑ)=(ΑΒ) ;

2) Στα σημεία Α και Β (μακριά το ένα από το άλλο) φέρνουμε δύο κατ’ απόλυτο τιμή ίσα φορτία +q και –q. Στο σχήμα έχουν σχεδιαστεί οι δυνάμεις ίσου μέτρου, που δέχονται από το ηλεκτρικό πεδίο, κάποιων άλλων φορτίων. 

Να σχεδιάστε την ένταση του ηλεκτρικού πεδίου στα σημεία Α και Β, στο ίδιο σχήμα. Σε ποιο σημείο στο Α ή στο Β το πεδίο είναι ισχυρότερο; Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας.

3)  Στα σημεία Α και Β του διπλανού σχήματος έχουμε τοποθετήσει δύο σημειακά φορτία q1 και q2 Στο σχήμα βλέπετε την ένταση του πεδίου στο σημείο Ρ, που οφείλεται στο φορτίο q2 το μέτρο της οποίας είναι Ε2=107Ν/C.
i)  Ποιο το πρόσημο του φορτίου q2;
ii)  Αν η συνολική ένταση του πεδίου στο Ρ είναι μηδενική να εξηγείστε ποιο είναι το πρόσημο του φορτίου q1 και να υπολογίστε την απόσταση ΑΡ αν |q1|=1μC.
iii)  Να σχεδιάστε στο σχήμα, το σύνολο των δυναμικών γραμμών του πεδίου που οφείλεται και στα δύο αυτά φορτία.
Δίνεται Κ=9∙109Νm2/C2.
Μονάδες 6+4+(2+5+3)=20

Θερμική μηχανή και ισχύς.

Μια θερμική μηχανή εκτελεί κυκλική μεταβολή η οποία παριστάνεται στο παρακάτω διάγραμμα p-V:

α) Δείξτε ότι η εσωτερική ενέργεια του αερίου στις καταστάσεις Γ και Α είναι η ίδια.
β) Υπολογίστε το έργο που παράγεται σε κάθε κύκλο και την ισχύ της μηχανής αν αυτή εκτελεί 600 κύκλους ανά min.                                         
γ) Υπολογίστε το συντελεστή απόδοσης της μηχανής.       
          Δίνονται για το αέριο : Cp=5R/2 και Cv=3R/2. 

Ενεργός ταχύτητα μορίων.

Δοχείο όγκου V=2L έχει αδιαβατικά τοιχώματα και χωρίζεται σε δύο μέρη ίσων όγκων με τη βοήθεια ενός λεπτού, μη διαπερατού και αδιαβατικού διαφράγματος, όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα:

Στο τμήμα Α περιέχονται nΑ=2mol ιδανικού αερίου σε θερμοκρασία ΤΑ=300K ενώ στο τμήμα Β περιέχονται nB=3mol του ίδιου αερίου σε θερμοκρασία ΤΒ=400Κ. Kάποια στιγμή τραβάμε το διάφραγμα και τα αέρια αναμειγνύονται. Να βρεθεί η % μεταβολή της ενεργού ταχύτητας των μορίων του αερίου σε κάθε τμήμα του δοχείου.

Παρασκευή, 16 Οκτωβρίου 2009

Αριθμός δυναμικών γραμμών

Δύο σημειακά φορτία (+q1) και (-q2) είναι τοποθετημένα ακλόνητα στα σημεία Β και Γ της ευθείας χ΄χ. Το ευθύγραμμο τμήμα ΑΒ σχηματίζει με την χ΄χ γωνία θ ίση με 54 μοίρες ενώ το ευθύγραμμο τμήμα ΑΓ σχηματίζει με την χ΄χ γωνία φ ίση με 36 μοίρες. 

Αν στο σημείο Α τοποθετηθεί σημειακό φορτίο +q και αφεθεί ελεύθερο, τείνει να κινηθεί παράλληλα στην ευθεία χ΄χ. Να βρεθεί ο λόγος του αριθμού των δυναμικών γραμμών που ξεκινούν από το q1 προς τον αριθμό των δυναμικών γραμμών που καταλήγουν στο q2.
Δίνεται: ημ36=0,6


Απάντηση

Ένταση Ηλεκτρικού πεδίου. Ένα Τεστ.

Στις κορυφές Α και Γ ενός τετραγώνου έχουμε τοποθετήσει δύο σημειακά φορτία κατ’ απόλυτη τιμή ίσα |q1|=|q2|=2μC. Στο σχήμα βλέπετε την ένταση του πεδίου στο κέντρο Ο του τετραγώνου, που οφείλεται στο φορτίο q1 η οποία έχει μέτρο Ε1=18∙107 Ν/C.

i)   Ποιο είναι το πρόσημο του φορτίου q1 και πόση είναι η απόσταση (ΑΟ);
ii)  Αν η συνολική ένταση στο σημείο Ο κατευθύνεται προς την κορυφή Γ, να υπολογίστε το μέτρο της έντασης του πεδίου στην κορυφή Β, αφού σχεδιάστε στο σχήμα το διάνυσμά της.
Δίνεται Κ=9∙109Νm2/C2.
Μονάδες 10+10=20

Οι δυναμικές γραμμές στο ομογενές ηλεκτρικό πεδίο.

Να εξετάσετε αν είναι δυνατό να υπάρχει ηλεκτροστατικό πεδίο με δυναμικές γραμμές παράλληλες, αλλά μη ισαπέχουσες. Έστω ότι υπάρχει πεδίο του οποίου οι δυναμικές γραμμές είναι παράλληλες αλλά μη ισαπέχουσες, όπως στο παρακάτω σχήμα.

Μπορεί να υπάρχει ένα τέτοιο πεδίο;

Πέμπτη, 15 Οκτωβρίου 2009

Μεταβολές αερίου και ισορροπία εμβόλου

Ο κύλινδρος του σχήματος εμβαδού βάσης S χωρίζεται σε δύο χώρους Α και Β με λεπτό μεταλλικό ακλόνητο τοίχωμα Γ. Ο χώρος Β φράσσεται με έμβολο Ε, το οποίο μπορεί να κινείται χωρίς τριβές. 

Μέσα στους δυο χώρους έχει εγκλωβιστεί αέριο σε θερμοκρασία Τ1. Με ένα μανόμετρο Μ μετράμε την πίεση του αερίου στο χώρο Α. Αρχικά η ένδειξη του μανομέτρου είναι P1=1atm και το έμβολο Ε απέχει από το τοίχωμα Γ απόσταση l=10cm. Θερμαίνουμε το αέριο αργά μέχρι τη θερμοκρασία Τ2. Η νέα ένδειξη του μανομέτρου είναι P2=1,2atm. Να υπολογίσετε πόσο μετατοπίστηκε το έμβολο.

Προς τα πού θα κινηθεί το φορτισμένο σωματίδιο;

Κατά μήκος του άξονα x το δυναμικό ενός ηλεκτρικού πεδίου μεταβάλλεται όπως στο διάγραμμα.

Ένα θετικό φορτίο +q αφήνεται στο σημείο Α.
i)  Το φορτίο θα κινηθεί προς το σημείο Β ή προς το σημείο Γ;
ii) Το φορτίο +q αφήνεται στο σημείο Β. Τότε:
α)  Θα κινηθεί προς το Α.
β) Θα κινηθεί προς το Δ.
γ)  Θα παραμείνει ακίνητο.
iii) Ένα αρνητικό φορτίο –q1 αφήνεται στο σημείο Δ. Προς τα πού θα κινηθεί;
iv) Πόση είναι η ένταση του πεδίου στο σημείο Β;

Τρίτη, 13 Οκτωβρίου 2009

Δυναμικό και μέγιστη ταχύτητα φορτισμένου σωματιδίου.

Στα άκρα Α και Β ενός ευθυγράμμου τμήματος (ΑΒ)=4cm βρίσκονται ακλόνητα δύο σημειακά φορτία q1=q2=+1μC. Στο σημείο Κ, όπου (ΚΒ)=1cm αφήνουμε ελεύθερη μια μικρή φορτισμένη σφαίρα μάζας m=20mg και φορτίου q=+1nC.
i)  Πόση επιτάχυνση θα αποκτήσει;
ii) Υπολογίστε την μέγιστη ταχύτητα που θα αποκτήσει.
iii) Ποια η ελάχιστη απόσταση από το άκρο Α, στην οποία θα φτάσει το σωματίδιο;
iv)  Να σχεδιάστε τη γραφική παράσταση του δυναμικού σε συνάρτηση με την απόσταση x από το άκρο Α, κατά μήκος του ευθυγράμμου τμήματος ΑΒ.
Βαρυτικές δυνάμεις δεν υπάρχουν.