Springen naar inhoud

Negatieve lading in elektrisch veld


  • Log in om te kunnen reageren

#1

Uomo Universale

    Uomo Universale


  • >250 berichten
  • 411 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 19 mei 2011 - 21:29

a.) Er is een elektrisch veld met grootte 1400 V/m, gericht naar het oosten. In dit veld beweegt een bolletje (onder invloed van een uitwendige kracht) met lading -2.0 ĶC vanuit punt A 40 cm naar het oosten, daarna 20 cm naar het noorden, dan weer 60cm naar het zuiden en dan 20 cm naar het oosten. Bereken het verschil in potentiŽle energie.

b.) Het bolletje heeft een bepaalde massa. We laten het bolletje los in punt F, en tegen dat het in punt G is heeft het een gegeven snelheid. Bereken het potentiaalverschil (Vg - Vf).

c.) Als we het bolletje loslaten, welke richting zal het dan uitgaan?

-------------------------------------------------------------------------------

Ik heb een tekening gemaakt van hoe ik de situatie bij a zie (zie onderaan mijn post).

a.) Met betrekking tot de verplaatsing van het bolletje hebben we een component in de oostelijke richting en een component in de zuidelijke richting. In de oostelijke richting zijn we 60 cm gegaan in totaal, in de zuidelijke richting 40 cm.
De component in de zuidelijke richting zal echter geen bijdrage leveren tot een verandering in potentiaal (aangezien alle punten op deze lijn zich op een equipotentiaallijn bevinden) en zal bijgevolg dus ook geen verandering in potentiŽle energie teweeg brengen (klopt deze conclusie?).

Hier beschouw ik het elektrisch veld als homogeen, dan mag ik gebruik maken van de formule: LaTeX
of
LaTeX
LaTeX
Dus is LaTeX of LaTeX
E = 1400 V/m ; q = -2.0 ĶC ; d = 0.6 m
Na invullen van deze waarden levert dit: LaTeX of LaTeX

De negatieve oplossing mogen we elimineren door volgende reden: onze negatief bolletje gaat in de richting van het elektrisch veld, dit betekent dat het dus in de richting gaat van een 'meer negatieve kant'. Het gevolg hiervan is dat de potentiŽle energie verhoogt. De potentiŽle energie zal dus in punt E groter zijn dan in A. Bijgevolg is het linkerlid van onze verlijking positief en moet het rechterlid dat dus ook zijn.

b.) Van deze vraag heb ik geen toegang tot de gegevens. Ik kan echter wel de methode geven waarop ik het zou oplossen (en daar draait het uiteindelijk toch allemaal om!). Aangezien we normaal twee punten en twee snelheden gegeven krijgen (waarvan we ťťn al weten, namelijk de beginsnelheid in het punt F is 0 aangezien we het bolletje loslaten), kunnen we de versnelling a berekenen via volgende formule: LaTeX . Nadat we hier de versnelling a uit hebben berekend kunnen we via de tweede wet van Newton de kracht berekenen die het elektrisch veld uitoefent op het bolletje: F = ma (de massa zouden we normaal ook gegeven hebben, zie opgave).
Nu kunnen we het potentiaalverschil berekenen via: LaTeX
Aangezien de arbeid W gelijk is aan de kracht maal de afstand wordt dit: LaTeX
Voor deze vergelijking hebben we toegang tot alle gegevens, dus kunnen we het potentiaalverschil berekenen.

c.) Het bolletje is negatief geladen, het elektrisch veld is naar het oosten gericht. Het bolletje zal dus naar het westen vliegen als je het gewoon loslaat.


Tuyaux_2008_2009_vraagstuk_2.jpg

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

aadkr

    aadkr


  • >5k berichten
  • 5441 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 20 mei 2011 - 19:27

scan0009.jpg
LaTeX
Om die negatieve elektr. lading van punt A naar punt E' te brengen , moeten we een hoeveelheid positieve arbeid verrichten ter grootte van LaTeX met LaTeX en s=AE'=0,6 m
LaTeX
Stel de elektr, potentiele energie in punt A = 0J
Dan is de elektr. potentiele energie in punt E' gelijk aan LaTeX
De verplaatsing van die negatieve lading van E' naar E kost geen arbeid.
Dan is de elektrische potentiele energie in punt E ook gelijk aan LaTeX
Merk ook op dat de gevolgde weg van puntA naar punt E niet belangrijk is.
In dit geval is het handig om die negatieve elektr. lading eerst van punt A naar punt E' te verplaatsen, en daarna van punt E' naar punt E.

#3

Uomo Universale

    Uomo Universale


  • >250 berichten
  • 411 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 21 mei 2011 - 09:11

LaTeX


Om die negatieve elektr. lading van punt A naar punt E' te brengen , moeten we een hoeveelheid positieve arbeid verrichten ter grootte van LaTeX met LaTeX en s=AE'=0,6 m
LaTeX
Stel de elektr, potentiele energie in punt A = 0J
Dan is de elektr. potentiele energie in punt E' gelijk aan LaTeX
De verplaatsing van die negatieve lading van E' naar E kost geen arbeid.
Dan is de elektrische potentiele energie in punt E ook gelijk aan LaTeX
Merk ook op dat de gevolgde weg van puntA naar punt E niet belangrijk is.
In dit geval is het handig om die negatieve elektr. lading eerst van punt A naar punt E' te verplaatsen, en daarna van punt E' naar punt E.

En dit komt inderdaad hetzelfde uit als via mijn methode (behalve dan dat ik een factor 10 gemist was met mijn rekenmachine). Bedankt nog eens voor de bevestiging. Of denk je dat er, ondanks dezelfde oplossing, toch iets schort aan m'n methode?

En wat vind je van m'n methodes bij vraag b.) en c.)?

#4

aadkr

    aadkr


  • >5k berichten
  • 5441 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 21 mei 2011 - 18:59

Stel dat we de negatieve lading van -2 microC in punt E' loslaten. Deze negatieve lading zal dan versnellen en zich langs een elektrische veldlijn verplaatsen richting punt A waar bij de snelheid zal toenemen. Als de snelheid LaTeX gegeven is als het elektron een zeker punt G bereikt, en stellen de afstand horizontaal van E' naar punt G gelijk aan d ,
dan zal de Coulombkracht positieve arbeid uitoefenen op deze negatieve lading van -2 microC en gelijk zijn aan
LaTeX
Dan is de waarde van d te berekenen. En dan is ook eenvoudig het potentiaalverschil LaTeX te berekenen.
Het antwoord wat je bij c) hebt gegeven, is uiteraard helemaal juist.





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures