X is 'n punt 0,025 m weg van 'n +4 nC-puntlading - NSC Physical Sciences - Question 7 - 2024 - Paper 1

Die elektrisiteitveld, E, kan bereken word met die formule:

$E = \frac{KQ}{r^2}$

waar:

• $K$ is die Coulomb se constante, $8,99 \times 10^9 \ N \cdot m^2/C^2$,
• $Q$ is die lading, $4 \times 10^{-9} C$, en
• $r$ is die afstand van die lading na punt X, hier is dit 0,025 m.

Nou, substitusie in die waardes:

$E = \frac{(9 \times 10^9)(4 \times 10^{-9})}{(0,025)^2}$

Bereken die waarde om die grootte van die elektrisiteitveld te kry:

$E = 5,76 \times 10^4 \ N\cdot C^{-1}$

Coulomb se Wet bepaal die elektriese krag tussen twee ladings. Dit kan saamgevat word as:

$F = K \frac{|Q_a Q_b|}{r^2}$

waar:

• $F$ is die elektriese krag,
• $K$ is Coulomb se konstante ($8,99 \times 10^9 \ N \cdot m^2/C^2$),
• $Q_a$ en $Q_b$ is die waardes van die ladings, en
• $r$ is die afstand tussen die ladings.

Hier is die stappe om $Q_b$ te bereken:

1. Gebruik die berekeninge van die kragte wat op die ballen in balans is. Aangesien die hoeke van die tougies gegee word as $9°$ met die vertikaal, kan ons die krag in die vertikale rigting soos volg benader:

2. Dit is belangrik om te verstaan dat die krag in die vertikale rigting gegee word deur die formule:

$F_E = m g$

waar $m$ die massa van bal A is. Gegewe dat die toujie 'n hoek van $9°$ met die vertikale maak en dat die afstand tussen die balle 10 cm is, kan ons die krag $F$ en die elektriese krag in hierdie konteks bereken vanuit die aanname van $Q_a$ en $Q_b$.

3. Stel $Q_b$ in die wet van Coulomb:

$F_E = K \frac{|Q_a Q_b|}{(0,1)^2}$

Substitusie en oplos vir $Q_b$ sal die grootte van die aanvanglike laading gee.