נתונה מעטפת כדורית מתכתית א' שרדיוסה R_1 = 10 cm. המעטפת טעונה במטען חשמלי Q_1 שצפיפותו אחידה ושגודלו וסימנו אינם ידועים.
נתונה מעטפת כדורית מתכתית א' שרדיוסה R_1 = 10 cm. המעטפת טעונה במטען חשמלי Q_1 שצפיפותו אחידה ושגודלו וסימנו אינם ידועים.
תרשים 1 מתאר חתך אמצעי של המעטפת הכדורית, וקו המתאר משטח שווה פוטנציאל שערכו V = 120 V במרחק 5 cm מן המעטפת הכדורית. נתון: הפוטנציאל באין-סוף הוא אפס. השפעת כוח הכבידה ניתנת להזנחה. שימו לב: התרשימים בשאלה זו אינם איכותיים ואינם בקנה מידה.
R_1 = 10 cm (רדיוס מעטפת א')
משטח שווה-פוטנציאל V = 120 V במרחק 5 cm מהמעטפת (תרשים 1)
הפוטנציאל באין-סוף = 0
השפעת הכבידה ניתנת להזנחה
חשבו את המטען החשמלי Q_1 (גודל וסימן) שבו המעטפת הכדורית טעונה.
כדי להעביר פרוטון ממרחק אחד גדול מאוד (אין-סוף) אל נקודה על המעטפת הכדורית שבתרשים 1 נדרש להעניק לו מהירות התחלתית v_0.
סעיף ב. חשבו את הגודל המינימלי של המהירות ההתחלתית, v_0, שיש להעניק לפרוטון באין-סוף כדי שיגיע אל המעטפת הכדורית.
מעטפת כדורית מתכתית ב' נמצאת במרחק גדול מאוד ממעטפת א'. רדיוס מעטפת ב' הוא R_2 = 60 cm, והיא טעונה במטען חשמלי חיובי Q_2 = 10 nC שצפיפותו אחידה. חיברו את שתי המעטפות באמצעות תיל מוליך שהתנגדותו זניחה, כמתואר בתרשים 2.
סעיף ג. חשבו את המטען (גודל וסימן) על כל אחת מן המעטפות הכדוריות זמן רב לאחר החיבור.
החיבור גרם לתנועת אלקטרונים בין שתי המעטפות הכדוריות.
סעיף ד. ציינו אם עברו אלקטרונים ממעטפת א' אל מעטפת ב' או להפך, וחשבו את מספרם.
הסבירו מדוע נדרשת ההנחה שהמרחק בין המעטפות גדול מאוד.
שאלות ותגובות על השאלה
🎓 לא הבנתם משהו? קבלו הסבר נוסף ממרצה
שאלו כאן — ותקבלו מענה מוסמך.