[natuurkunde] elektrische kracht I

Moderators: ArcherBarry, Fuzzwood

Reageer
Gebruikersavatar
Berichten: 689

[natuurkunde] elektrische kracht I

De vraag luidt als volgt:
A long, thin rod of length L that contains a uniform charge distribution of charge Q points away from a point charge q. The nearest part of the rod is a distance d from the point charge. What is the electric force exerted on the charge q by the rod.
Mijn oplossing:

Ik beschouw de staaf als oneindig dun en dus het probleem als eendimensionaal. Doordat de ladingsverdeling uniform is, beschouw ik ze als continue, met ladingsdichtheid
\(\lambda = \frac{Q}{L}\)
. De elektrische kracht uitgeoefend door de staaf op de puntlading is dan
\(\vec{F} = \frac{q}{4\pi \epsilon _0} \vec{e}_x \int \limits_L \frac{\lambda}{\Vert d \Vert ^2} \mbox{d}d = \frac{qQ}{4\pi \epsilon _0 L} \cdot \left \frac{-1}{d} \right| _L \cdot \vec{e}_x\)
.

Dit is echter niet juist, de correcte oplossing moet zijn:
\(\frac{qQ}{(4 \pi \epsilon _0) \cdot d(L+d)} \cdot \vec{e}_x\)
Ik vraag mij dus af hoe zij aan hun integratiegrenzen komen, of wat ik anders precies fout heb. Ik heb alleszinds iets dat erop trekt...

Alle hulp wordt geapprecieerd!

Denis
"Her face shown like the sun that I strived to reach."

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 51.271

Re: [natuurkunde] elektrische kracht I

Iemand die hier een handje kan toesteken?
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN...
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

Gebruikersavatar
Berichten: 689

Re: [natuurkunde] elektrische kracht I

Ik heb het gevonden.

Ik herhaal nog even de opgave:
A long, thin rod of length L that contains a uniform charge distribution of charge Q points away from a point charge q. The nearest part of the rod is a distance d from the point charge. What is the electric force exerted on the charge q by the rod.
Leg de staaf met haar ene kant in de oorsprong, in
\(x = 0\)
, en aangezien ze lengte
\(L\)
heeft, met haar andere kant in
\(x = L\)
. De staaf is opgebouwd uit infinitessimale afstandjes
\(\mbox{d}x\)
die volgens uniforme ladingsverdeling
\(\lambda = \frac{Q}{L}\)
een lading
\(\mbox{d}Q = \lambda \mbox{d}x = \frac{Q}{L} \mbox{d}x\)
hebben. De afstand tussen het deeltje
\(\mbox{d}x\)
en de puntlading op afstand
\(d\)
van de staaf is dan
\(L - x + d\)
.

De kracht is dan:
\(\vec{F} = \frac{q\lambda}{4\pi \epsilon _0} \vec{e}_x \int \limits_0^L \frac{1}{(L - x + d)^2} \mbox{d}x = \frac{qQ}{4\pi \epsilon _0L} \vec{e}_x \cdot \left \frac{1}{L - x + d} \right\vert _0 ^L = \frac{qQ}{4\pi \epsilon _0L} \vec{e}_x \cdot \left( \frac{1}{d} - \frac{1}{L + d} \right) = \frac{qQ}{4 \pi \epsilon _0 d(L+d)}\vec{e}_x\)
Denis
"Her face shown like the sun that I strived to reach."

Reageer