[fysica] Ladingen

Moderators: ArcherBarry, Fuzzwood

Reageer
Gebruikersavatar
Berichten: 1.086

[fysica] Ladingen

Sorry, hier heb ik nog een vraag (de zoveelste al :) )

Twee bolletjes met gelijke positieve lading stoten elkaar af. Als gevolg hiervan voren de koordjes waarmee de bolletjes zijn opgehangen een hoek alfa, die voor de twee situaties dezeflde is. De massa in situatie 1 = m en de lading = Q1

De massa in situatie 2 = 2m en de lading = Q2

Opdat de hoek alfa voor de twee gevallen gelijk zou zijn moet aan één van de volgende voorwarden voldaan zijn:

A) Q2 = Q1 B) Q2 = vierkantswortel (2Q1) C) Q2 = 2Q1 D) Q2 = 4Q1

Het antwoord = C
Zoekt je pc nog een doel in zijn leven?

Laat hem dan nu onmiddellijk eiwitten vouwen gezellig met 500.000 andere pc's bij folding@wetenschapsforum.nl

Our team needs you!

Gebruikersavatar
Pluimdrager
Berichten: 6.572

Re: [fysica] Ladingen

In situatie 2 is de massa 2.m

Dan is ook de zwaartekracht op het bolletje 2 x zo groot

Situatie 1 ( linker bolletje)

Op het bolletje werken 3 krachten.

De zwaartekracht , de coulombkracht naar links en de trekkracht van het koord schuin omhoog

Deze 3 krachten vormen evenwicht.

Als je dan de trekkracht in het koord ontbindt in een vertikale en in een horizontale kracht ( Fv Koord en Fh Koord ) dan moet de coulombkracht gelijk zijn aan Fh(koord) en de zwaartekracht gelijk aan Fv(koord)

In situatie 2 wordt de zwaartekracht 2x zo groot . Maar dan moet Fv(koord) ook 2x zo groot worden en dus ook de de totale trekkracht F(koord)

Dan wordt ook Fh(koord) 2x zo groot en omdat er evenwicht is, moet ook de coulombkracht 2x zo groot worden.

Dit kan alleen maar als de lading Q2 = Wortel(2) x Q1

Berichten: 7.068

Re: [fysica] Ladingen

Twee bolletjes met gelijke positieve lading stoten elkaar af. Als gevolg hiervan voren de koordjes waarmee de bolletjes zijn opgehangen een hoek alfa, die voor de twee situaties dezeflde is.
Bij het oplossen van dit soort vraagstukken is het altijd handig om even een tekening te maken. Dan zie je dat de zwaartekracht de component recht naar beneden is en dat de electrische kracht de component recht opzij is. Deze twee krachten zijn te beschouwen als de zijden van een driehoek.
De massa in situatie 1 = m en de lading = Q1

De massa in situatie 2 = 2m en de lading = Q2
De massa verdubbelt. Om dezelfde driehoek te houden zal de andere zijde van de driehoek ook moeten verdubbellen, dus: Q2 = 2*Q1.
Het antwoord = C
Klopt dus. :)

Gebruikersavatar
Berichten: 1.086

Re: [fysica] Ladingen

Sorry, maar ik heb een fout gemaakt. :)

Het antwoord is niet C, maar zoals aadkr al aangaf B, maar ik vrees dat ik jou uitleg niet zo goed snap..
Zoekt je pc nog een doel in zijn leven?

Laat hem dan nu onmiddellijk eiwitten vouwen gezellig met 500.000 andere pc's bij folding@wetenschapsforum.nl

Our team needs you!

Berichten: 7.068

Re: [fysica] Ladingen

made in flanders schreef:Sorry, maar ik heb een fout gemaakt. :)  

Het antwoord is niet C, maar zoals aadkr al aangaf B, maar ik vrees dat ik jou uitleg niet zo goed snap..
Ik heb ook een denkfoutje gemaakt. Het verhaal dat ik hield gold voor de krachten. Deze kracht moet dan natuurlijk nog omgerekend worden naar een lading. Dat moet inderdaad via de wet van Coulomb en dan kom je op antwoord B uit.

Gebruikersavatar
Berichten: 1.086

Re: [fysica] Ladingen

maar kan iemand dit nog eens wat verduidelijken aub? ik vrees dat ik het niet helemaal snap.
Zoekt je pc nog een doel in zijn leven?

Laat hem dan nu onmiddellijk eiwitten vouwen gezellig met 500.000 andere pc's bij folding@wetenschapsforum.nl

Our team needs you!

Berichten: 7.068

Re: [fysica] Ladingen

maar kan iemand dit nog eens wat verduidelijken aub? ik vrees dat ik het niet helemaal snap.
Er zijn drie krachten die elkaar opheffen. De zwaartekracht op het bolletje, de elektrische kracht en de kracht die het touwtje levert. De zwaartekracht staat recht naar beneden, elektrische kracht staat horizontaal opzij (weg van het andere bolletje). De kracht in het touwtje staat langs het touwtje. Als je de kracht in het touwtje ontbindt in een horizontale en verticale component dan zul je zien dat deze twee componenten gelijk zijn, maar tegengesteld aan de eerste twee krachten. Teken dit eens.

In de nieuwe situatie zal hetzelfde moeten gelden: De som van de drie krachten moet nul zijn. Het touw moet wederom de zwaartekracht compenseren. Aangezien de zwaartekracht twee keer zo groot is, zal de verticale component van de kracht in het touw ook twee keer zo groot moeten zijn. Voor verticale component van twee keer zo groot bij dezelfde hoek moet de kracht in het touw twee keer zo groot zijn. Als de kracht in het touw twee keer zo groot is dan zal de horizontale component ook twee keer zo groot zijn. De horizontale component van de kracht in het touw is gelijk maar tegengesteld aan de elektrische kracht. De elektrische kracht is dus ook twee keer zo groot.

De elektrische kracht wordt beschreven door de wet van Coulomb. Het enige dat veranderd is, is de lading op de bollen. In plaats van Q1 zit er nu Q2 op de bollen. Je weet dus dat:
\(Q_2^2 = 2 Q_1^2 \rightarrow Q_2 = \sqrt{2} \cdot Q_1\)

Gebruikersavatar
Berichten: 1.086

Re: [fysica] Ladingen

Ik versta de volledige redenering, maar ik begrijp alleen niet waarom het plots Q2=2Q1 is, ik snap niet waarom je plots twee keer Q1 moet invoeren. Het zal waarschijnlijk weer een zeer logische uitleg zijn...
Zoekt je pc nog een doel in zijn leven?

Laat hem dan nu onmiddellijk eiwitten vouwen gezellig met 500.000 andere pc's bij folding@wetenschapsforum.nl

Our team needs you!

Berichten: 7.068

Re: [fysica] Ladingen

Ik versta de volledige redenering, maar ik begrijp alleen niet waarom het plots Q2=2Q1 is,
Het is niet Q2 = 2*Q1. Je gaat de wet van Coulomb gebruiken om de kracht op de bol te berekenen:
\(F = k \frac{q_1 q_2}{r^2}\)
(F is de kracht die q1 ondervindt van een lading q2 met onderlinge afstand r).

De elektrische kracht in situatie 1 is dus (q1 = Q1 en q2=Q2 want de lading op de bollen was identiek):
\(F_1 = k \frac{Q_1 Q_1}{r^2}=k \frac{Q_1^2}{r^2}\)
De elektrische kracht in situatie 2 is dus:
\(F_2 = k \frac{Q_2^2}{r^2}\)
Je weet dat de uiteindelijke kracht in het horizontale vlak twee keer zo groot moet zijn zodat de hoek hetzelfde blijft, dus:
\(F_2 = k \frac{Q_2^2}{r^2} = 2 F_1 = 2 k \frac{Q_1^2}{r^2}\)
dus:
\(Q_2^2 = 2 Q_1^2 \rightarrow Q_2 = \sqrt{2} \cdot Q_1\)

Gebruikersavatar
Berichten: 1.086

Re: [fysica] Ladingen

oké, nu begrijp ik het,

hartelijk dank.
Zoekt je pc nog een doel in zijn leven?

Laat hem dan nu onmiddellijk eiwitten vouwen gezellig met 500.000 andere pc's bij folding@wetenschapsforum.nl

Our team needs you!

Reageer