[natuurkunde] Deeltje in magnetisch veld

JustAQuestion

Beste

Volgende vraag krijg ik maar niet opgelost...

Een deeltje (q=-4.0 microcoulomb, m=5mg) beweegt in een uniform magnetisch veld met een snelheid met grootte 2.0km/s en een richting die 50° afwijkt van die van het magnetisch veld. Het deeltje heeft een versnelling van 5.8m/s². Wat is de grootte van het magnetisch veld?
A) 5.3 mT

B)4.9 mT
C)5.1 mT
D) 4.7 mT
E) 3.6 mT
Het antwoord is D.
Ik heb geprobeerd met de formule F=BQv en F te vervangen door m*a, maar dit draait op niks uit...

Mvg

Anton_v_U

Je zit op het goede spoor maar je vergeet zo te zien de zwaartekracht en je vergeet de hoek in te calculeren. Normaal gesproken doet die er niet toe in dergelijke contexten maar kijk eens naar de waarde van de versnelling. Als die in de orde ligt van de zwaartekrachtversnelling kun je de zwaartekracht niet verwaarlozen.

Alleen F_l=Bqv veronderstelt iets over de richting van het B veld ten opzichte van de snelheid. Wat?
Als de hoek tussen B en v 50 graden is, hoe luidt dan de formule die je toe moet passen?
Verder is de zwaartekracht niet verwaarloosbaar aangezien de versnelling zonder Lorentzkracht gelijk is aan 9,81 m/s²

Nu kun je aannemen dat de Lorentzkracht verticaal omhoog staat waardoor de versnelling niet 9,81 maar 5,8 m/s is. Dat is niet gegeven in de opdracht. Heb je de tekst van de opdracht in zijn geheel overgenomen? staat er echt niets over de richting van de versnelling? Deze aanname leidt wel tot het juiste antwoord als ik het goed heb nagerekend.

Hoe groot is in dat geval de Lorentzkracht? Welke waarde voor B volgt daar dan uit (denk aan de hoek)

Jan van de Velde

JustAQuestion schreef:
Ik heb geprobeerd met de formule F=BQv en F te vervangen door m*a, maar dit draait op niks uit...

toch, als je dat "blind" doet zonder rekening te houden met de richting van B t.o.v. v , dan zou je antwoord E vinden. Dan neem je impliciet aan dat B loodrecht staat op v.

Anton_v_U schreef: Je zit op het goede spoor maar je vergeet zo te zien de zwaartekracht

die is in de opdracht zo te zien ook vergeten, dus laten we die maar buiten beschouwing laten. Laten we maar nét doea alsof de vraag is "Het deeltje heeft een versnelling van 5.8m/s² a.g.v. het magnetische veld".

Anton_v_U

Jan van de Velde schreef:
die is in de opdracht zo te zien ook vergeten, dus laten we die maar buiten beschouwing laten. Laten we maar nét doea alsof de vraag is "Het deeltje heeft een versnelling van 5.8m/s² a.g.v. het magnetische veld".

Sorry, zo wordt natuurkunde blindelings wat formules invullen zonder dat we ons de betekenis ervan realiseren en dat is nou net wat we niet willen (althans, niet in mijn onderwijsvisie).

Als de versnelling van een massa met lading die invloed ondervindt door de Lorentzkracht, in dezelfde orde ligt als de versnelling van de zwaartekracht, kun je de zwaartekracht niet verwaarlozen. Dat inzicht is meer waard dan braaf uitkomen op antwoord D, dit kun je niet negeren zonder de wetten van Newton te verloochenen. Als je op hetzelfde antwoord uitkomt als het antwoordenboek, dan heb je ofwel het goede antwoord gevonden ofwel je hebt dezelfde fout gemaakt als de vraagsteller (of een andere fout die tot hetzelfde antwoord leidt).

Vooralsnog is mijn conclusie dat de vraag niet oplosbaar is (zonder gegevens over de richting van de versnelling is de oplossing niet eenduidig) ofwel TS is vergeten de gegevens te vermelden.

Jan van de Velde

Anton_v_U schreef:
Sorry, zo wordt natuurkunde blindelings wat formules invullen zonder dat we ons de betekenis ervan realiseren en dat is nou net wat we niet willen (althans, niet in mijn onderwijsvisie).

Deze vraag is een vraag uit het Vlaamse toelatingsexamen arts/tandarts.
Gezien het doel van dat examen is er niks mis met deze vraag, behalve de exacte bewoording, die in de echte examens altijd correcter is dan de versies ervan die op internet rondzwerven. Want die zijn door vrijwilligers "uit het hoofd" meegenomen naar buiten de examenzaal.
Als je in het subforum "toelatingsexamens" eens door onze verzameling vraagstukken uit het verleden loopt zul je zien dat het niet de bedoeling is het moeilijker te maken dan nodig. Vergeet verder niet dat op die examens rekenmachines niet zijn toegelaten.

Anton_v_U

Jan van de Velde schreef: Gezien het doel van dat examen is er niks mis met deze vraag, behalve de exacte bewoording,

Als je de vraag verkeerd stelt is er iets mis mee want we kunnen niet raden wat er is bedoeld. We rekenen het in de mechanica niet goed als de zwaartekracht ten onrechte wordt genegeerd. Als je het niet nodeloos ingewikkeld wilt maken, kies dan voor een versnelling van 5,4 . 10⁴ m/s² oid en niet van 5,4 m/s².

Jan van de Velde

Anton_v_U schreef:
Als je de vraag verkeerd stelt is er iets mis mee

Ja, zoals ik al zei, die kans is groot want:

die zijn door vrijwilligers "uit het hoofd" meegenomen naar buiten de examenzaal.

en daar kan JustAQuestion dus hoogstwaarschijnlijk zelf niks aan doen.

Als je het niet nodeloos ingewikkeld wilt maken, kies dan voor een versnelling van 5,4 . 10⁴ m/s² oid en niet van 5,4 m/s².

Dat zou best eens in de werkelijke examenversie hebben kunnen staan. De antwoordmogelijkheden vind ik ook al verdacht dicht opeen liggen voor zo'n examen zonder rekenmachine, dus ik heb het sterke vermoeden dat hier iemand creatief bezig is geweest. We hebben voor onze WSF-verzameling véle vragen die we uit ons eigen forum en ook elders vandaan hebben geplukt behoorlijk moeten redigeren om ze te krijgen zoals ze hoogstwaarschijnlijk werkelijk gesteld waren. Als je hierdoorheen bladert krijg je een beetje een gevoel voor soort en stijl van vragen in dat jaarlijks terugkerende befaamde toelatingsexamen.

Dus laten we ons indachtig de huiswerkbijsluiter concentreren op de vraag zoals die is bedoeld, en het verder niet moeilijker maken dan nodig.

aadkr

antwoord d is goed
B=4,732 mT
probeer eerst een tekening te maken van de situatie
lukt dat niet, dan geef ik je die tekening wel
de wet van lorentz die je moet gebruiken luidt

\(\vec{F}_{lor}=q\cdot \vec{v} \times \vec{B}\)

om de richting van die lorentzkracht te bepalen kun je gebruik maken van de rechtse schroefregel. Ook wel kurketrekkerregel genoemd.

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

[natuurkunde] Deeltje in magnetisch veld

Deeltje in magnetisch veld

Re: Deeltje in magnetisch veld

Re: Deeltje in magnetisch veld

Re: Deeltje in magnetisch veld

Re: Deeltje in magnetisch veld

Re: Deeltje in magnetisch veld

Re: Deeltje in magnetisch veld

Re: Deeltje in magnetisch veld