שאלה על שדה וחוק גאוס

[maort10]

שאלה על שדה וחוק גאוס

היי , היה לי היום מבחן , מועד ב , ואם הציון בו טוב אז כנראה ניצלתי מקורס חוזר , לא הרבה ניגשו למבחן הזה לכן לא מצאתי מישהו שעשה את השאלה הזו
אם מישהו יכול לפתור ולרשום לי אם עניתי נכון או לא אני ממש אשמח (התשובות שיצאו לי רשומות בתמונה ) כמובן שאם הוא יכול להעלות את הפתרון שלו זה יהיה עוד יותר ממצויין

לינק לתרגיל :
https://docs.google.com/file/d/0B6pEE8_kfRJrYVNaZU1VWmxjOHc/edit?usp=sharing

תודה ושבת שלום

 

[Practical Realist]

תשובה

היי,
בסעיף 1 התשובה נכונה: על השפה הפנימית של הקליפה המוליכה יתרכז מטען בגודל Q ועל השפה החיצונית גם יתרכז מטען בגודל Q. זה מכיוון שהשדה החשמלי בתוך הקליפה המוליכה צריך להתאפס, וחלק מן המטען שלה (שגודלו Q) יימשך לכיוון הכדור הפנימי כדי לאפס את השדה שהוא יוצר בתוך הקליפה. אחרי שכמות המטען על השפה הפנימית תגיע לגודל Q, לא יהיה יותר שדה בתוך הקליפה. החלק השני של המטען של הקליפה, שגם הוא בגודל Q, ינוע לשפה החיצונית עקב הדחיה בין מרכיבי המטען.
בסעיף 2:
סעיף 1) כיוון שהצפיפות של המטען בכדור הפנימי אחידה, אז ניתן לחשב אותה לפי נפח הכדור:
zz α = -Q(4/3*π*R1³) zz
אם נדרש לחשב את השדה ברדיוס r הקטן מ - R1, צריך לסכם את המטען המוכל בתוכו, ואז לחשב את השדה כאילו כל המטען במרכז הכדור:
zz q = 4/3*π*r³*α = -4/3*π*r³*Q(4/3*π*R1³) = -Q*r³/R1³ zz
השדה יהיה לפי חוק גאוס:
zz E = k*q/r² = -Q*r³/(R1³*4*π*εo*r²) = -Q*r/(4*π*εo*R1³) zz
כלומר התשובה נכונה.
סעיף 2) כאן המטען שווה למטען של כל הכדור הפנימי, לכן מציבים את כולו בחישוב השדה (מטענה של הקליפה החיצונית לא משפיע, כי שדה של קליפה טעונה בתוכה הוא אפס):
zz E = -Q/(4*π*εo*r²) zz
תשובה נכונה.
סעיף 3) נכון, כי השדה בתוך מוליך הוא אפס.
סעיף 4) במצב כזה (פילוג אחיד של מטענים גם בכדור וגם בקליפה) מסכמים יחד את כל המטען שבתוך הקליפה - ואכן סה"כ המטען הוא Q. השדה מחושב כאילו המטען כולו מרוכז במרכז הכדור, כמו בסעיף 2 - והתשובה נכונה.

 

[maort10]

תודה רבה עשית לי את השבת

עכשיו אני יכול ללמוד למבחן הבא ולהיות רגוע שיש ציון טוב בפיזיקה

שתהיה אחלה שבת

 

[Practical Realist]

שבוע טוב ושיהיה