दो बिंदु आवेश 3 μC और 4 μC दोनों 10 N के बल के साथ एक दूसरे को प्रतिकर्षित करते हैं। यदि - 6 μC आवेश प्रत्येक में जोड़ दिया जाता है तो नया प्रतिकर्षी बल कितना होगा?

सही उत्तर विकल्प 1) अर्थात 5 N कम है

अवधारणा:

• कूलम्ब का नियम: इसके अनुसार दो बिंदु आवेशों के बीच विद्युत स्थैतिक बल F का परिमाण q₁ और q₂ आवेशों के परिमाण के गुणनफल के समान आनुपातिक है और उनके बीच की दूरी r के वर्ग के विलोम आनुपातिक है।

यह समीकरण निम्न द्वारा गणितीय रूप से दर्शाया गया है:

\(F = \frac{1}{4\pi ϵ_0}\frac{q_1 q_2}{r^2}\)

जहाँ ϵ0 निर्वात परावैद्युतांक (8.854 × 10-12 C2 N m-2).

गणना:

दिया गया है:

q₁ = 3 μC, q₂ = 4 μC, और F = 10 N

मान लीजिये अलगाव की दूरी 'r' है

 \(F = \frac{1}{4\pi ϵ_0}\frac{q_1 q_2}{r^2}\) का उपयोग करते हुए

\(⇒ F = \frac{1}{4\pi ϵ_0}\frac{(3μ)(4μ)}{r^2}\)      ----(1)

जब - 6 μC आवेश प्रत्येक में जोड़ दिया जाता है

⇒ q₁' = 3 + (-6) = -3 μC

⇒ q₂' = 4 + (-6) = -2 μC

\(⇒ F' = \frac{1}{4\pi ϵ_0}\frac{(-3μ)(-2μ)}{r^2}\)      ----(2)

(2) को (1) द्वारा विभाजित करने पर

\(\frac{F'}{F} = \frac{(-3μ)(-2μ)}{(3μ)(4μ)} = \frac{6}{12} = \frac{1}{2}\)

\(⇒ F' = F \times \frac{1}{2} = 10 \times \frac{1}{2} = 5\: N\)

• इसलिए, आकर्षण F 'का नया बल प्रारंभिक बल F से 5 N कम है।