שאלה 1
לפי חוק קולון:
שאלה 2
משיווי משקל אנו יכולים להסיק כי:
כאשר
כדי למצוא את
נציב בשיווי משקל:
שאלה 3
נתון כי:
מהגדרת האנרגיה הפוטנציאלית בין שני מטענים:
שאלה 4
סקיצה של המערכת.
נסכום את כל ה-
ולכן:
שאלה 5
למטען הימני החצים מפנים לכיוונו, ולכן הוא שלילי. באופן הפוך עבור המטען הימני. מבחינת גודל, למטען הימני חצים יותר צפופים ולכן גודלו בערך מוחלט יותר גדול.
שאלה 6
סקיצה של הבעיה הנתונה.
נתייחס רק לכוח האופקי שמופעל בראשית הצירים, כי מטעמי סימטריה הכוח האנכי (לאורך ציר
הכוח (האופקי) שמופעל על מטען בוחן
נסכום לאורך כלל החצי מעגל:
ולכן, מהגדרת השדה החשמלי, וש-
נציב נתונים:
שאלה 7
נשים לב משאלה קודמת שהשדה שקיבלנו כתוצאה מחצי מעגל חיובי הוא (מותאם למקרה הנתון):
לפי עיקרון הסופרפוזיציה, נוכל לסכום זאת עם
שאלה 8
רק בציור 2 אם נשים מטען חיובי במרכז השדה החשמלי, כוחות אופקיים מבטלים זה את זה, בעוד כוחות אנכיים לא.
שאלה 9
כיוון שהכוח הפועל על
לפי חוק קולון:
כאשר
שאלה 10
הדגמת הסימטריות של
.
נשים לב שהביטוי
לכן, צפיפות המטען
לכן, נוכל לחשב את גודל השדה החשמלי פשוט ע”י הטלה של הכוח האלקטרוסטטי לכיוון
ולכן: