Lading van een puntlading aan een isolerende draad in een elektrisch veld

Gaiseric

4. Een puntlading met massa m=1,0 g hangt aan een isolerende draad met een lengte van 55 cm in evenwicht in een homogeen elektrisch veld van 15 kN/C als de positie van de slinger overeenkomt met de situatie die is weergegeven in de bijgaande figuur ( in bijlage) , terwijl de lading zich 12 cm boven de onderste (verticale) positie bevindt. Bereken de grootte en het teken van de puntlading. (antwoord : + 5 μC)

Ik begrijp ongeveer waar ik moet beginnen. Er is een trekkracht op het touw en ik vermoed dat de y component daarvan gelijk is aan de zwaartekracht m.g. en formule voor E=F/q , maar voor de rest weet ik niet wat ik moet doen. Ik heb de hoek proberen berekenen maar voor de een of andere reden lukt dat niet (sin^-1(12/55) zou normaal gezien moete lukken maar ik kom volledig foute waarden uit). Ik neem aan dat ik het verkeerd bekijk, maar hoe los je dit dan eigenlijk op?

Alvast bedankt

physicalattraction

Misschien moet je je driehoek even duidelijker tekenen en opschrijven hoe groot de zijden zijn die je moet weten om de hoek te bepalen.

\(\theta = \sin^{-1} \bigl( \frac{12}{55} \bigr)\)

is namelijk niet correct.

In het algemeen weet je hier dat de totale kracht 0 is, dus de verticale trekkracht van het touw is gelijk aan de zwaartekracht en de horizontale trekkracht is gelijk aan de kracht als gevolg van het elektrische veld. Kun je hiermee verder?

Gaiseric

physicalattraction schreef:Misschien moet je je driehoek even duidelijker tekenen en opschrijven hoe groot de zijden zijn die je moet weten om de hoek te bepalen.
\(\theta = \sin^{-1} \bigl( \frac{12}{55} \bigr)\)
is namelijk niet correct.

In het algemeen weet je hier dat de totale kracht 0 is, dus de verticale trekkracht van het touw is gelijk aan de zwaartekracht en de horizontale trekkracht is gelijk aan de kracht als gevolg van het elektrische veld. Kun je hiermee verder?

Helaas raak ik alweer vast, ik begrijp dat het gewicht 9,81*10^-6 N is dus de aanliggende zijde van het perspectief van de hoek, maar om nu de hoek te berekenen heb je toch de overstaande nodig (aangezien je voor sin, cos en tan minimum de hoek en 1 waarde of 2 waarden zonder hoek nodig hebt)? Dat is dan de kracht die het elektrisch veld (E= F/q dus F= E*q ) uitoefent op de lading, maar om die te berekenen heb ik toch de lading zelf nodig en dat is de vraag. Het is toch onmogelijk om de overstaande te weten te komen als ik de oplossing van de vraag daar voor nodig heb?

Jan van de Velde

Dit onderwerp past beter in het huiswerkforum en is daarom verplaatst.

Jan van de Velde

wat weet je van driehoek ABC?

: elektrohoeken.png (14.65 KiB) 233 keer bekeken

Gaiseric

Jan van de Velde schreef:wat weet je van driehoek ABC?

[attachment=9218:elektrohoeken.png]

Ik zie ik dat de linkerzijde 55-12 is en dus 43 is, schuine zijde is 55, en aanliggende is 43 dus cos^-1(43/55) = ongeveer 40°. sin(40°)* T= m.g dus T= m.g/sin(40°) dan kom ik voor T 1,5*10^-6 uit. dan zou normaal gezien cos(40°).T gelijk zijn aan F waar ik 1.15 *10^-5 voor uitkom. Aangezien E= F/q is E = 1.15 *10^-5/ 1,6022×10-19 C (lading elektron) = 7,18*10^-12. Aangezien 2.ε0.E= hoeveelheid lading per oppervlakte-eenheid = 2*8.85*10^-12*7,18*10^-12= 127,09C/m² wat dus een helemaal ander antwoord is dan waarop ik zou moeten komen. Waarschijnlijk ben, ik nog steeds volledig verkeerd aan het denken want dit is de enige oefeningen voor het examen waar ik al zolang aan werk en ik nog steeds niet uitkom. Kan iemand me zeggen waar ik fout zit?

Jan van de Velde

Je volgorde van aanpak is in orde, maar in zowat elke rekenstap maak je een fout of een slordigheid.

Ik zie ik dat de linkerzijde 55-12 is en dus 43 is, schuine zijde is 55, en aanliggende is 43 dus cos^-1(43/55) = ongeveer 40°.

nooit tussentijds gaan afronden, 38,57°

sin(40°)* T= m.g dus T= m.g/sin(40°) dan kom ik voor T 1,5*10^-6 uit.

cosinus ipv sinus, maar ook als je hier de sinus gebruikt zit er nóg een fout in, 0,001*9,81/sin(38,57°) dan is de uitkomst niet ....·10^-6 maar iets als 1,573·10^-2 N.

: elektro.png (16.67 KiB) 233 keer bekeken

Jan van de Velde

e.e.a. eens narekenend komen we trouwens nog steeds niet aan 5 µC maar aan ongeveer 1 µC. Er zit dus een fout in je antwoordenboekje. (zoals te doen gebruikelijk

)

Gaiseric

e.e.a. eens narekenend komen we trouwens nog steeds niet aan 5 µC maar aan ongeveer 1 µC. Er zit dus een fout in je antwoordenboekje. (zoals te doen gebruikelijk )

Ja dat denk ik ook, bedankt voor alles

aadkr

Ik heb het ook nagerekend ,en kom op een elektrische lading uit van

\(q=0,521\mu C \)

Jan van de Velde

Ik heb het ook nagerekend ,en kom op een elektrische lading uit van
\(q=0,521\mu C \)

in absolut zin rekenend:

Fz= 0,001 x 9,81 = 0,00981 N

Fs = Fz/cos(38,57) = 0,012547 N

Fel = Fs·sin(38,57) = 0,007823 N

q=Fel/E = 0,0078/15000 = 0,52 µC

klopt. Ik heb denk ik in mijn eerdere antwoord

e.e.a. eens narekenend komen we trouwens nog steeds niet aan 5 µC maar aan ongeveer 1 µC.

ergens onderweg een rekenfout gemaakt

Gaiseric

Jan van de Velde schreef:in absolut zin rekenend:

Fz= 0,001 x 9,81 = 0,00981 N

Fs = Fz/cos(38,57) = 0,012547 N

Fel = Fs·sin(38,57) = 0,007823 N

q=Fel/E = 0,0078/15000 = 0,52 µC

klopt. Ik heb denk ik in mijn eerdere antwoord

ergens onderweg een rekenfout gemaakt

Ok, dankjewel, ik heb nu zodanig lang naar deze oefening gestaard dat ik hem perfect begrijp nu ik de uitwerking gezien heb. Nu hopen dat ik hem op het examen krijg

Dank u allemaal

Jan van de Velde

Het gaat er niet zozeer om dat je déze oefening begrijpt, het gaat erom dat je de puzzel die in deze oefening zit begrijpt. Je constateerde in het begin:

Het is toch onmogelijk om de overstaande te weten te komen als ik de oplossing van de vraag daar voor nodig heb?

Blijkbaar zie je dan iets over het hoofd (het toch echt wel zeldzame geval dat er een gegeven ontbreekt even buiten beschouwing latend). Op zo'n moment moet je de natuurkunde loslaten en gewoon wat met driehoekjes gaan zitten puzzelen op een kladblaadje.

95% van de natuurkundesommetjes op de middelbare is weinig meer dan een puzzel. Ze proberen je analytisch vermogen op te krikken.

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

Lading van een puntlading aan een isolerende draad in een elektrisch veld

Lading van een puntlading aan een isolerende draad in een elektrisch veld

Re: Lading van een puntlading aan een isolerende draad in een elektrisch veld

Re: Lading van een puntlading aan een isolerende draad in een elektrisch veld

Re: Lading van een puntlading aan een isolerende draad in een elektrisch veld

Re: Lading van een puntlading aan een isolerende draad in een elektrisch veld

Re: Lading van een puntlading aan een isolerende draad in een elektrisch veld

Re: Lading van een puntlading aan een isolerende draad in een elektrisch veld

Re: Lading van een puntlading aan een isolerende draad in een elektrisch veld

Re: Lading van een puntlading aan een isolerende draad in een elektrisch veld

Re: Lading van een puntlading aan een isolerende draad in een elektrisch veld

Re: Lading van een puntlading aan een isolerende draad in een elektrisch veld

Re: Lading van een puntlading aan een isolerende draad in een elektrisch veld

Re: Lading van een puntlading aan een isolerende draad in een elektrisch veld