[fysica] krachten en beweging van ladingen

Moderators: ArcherBarry, Fuzzwood

Reageer
Berichten: 8.614

[fysica] krachten en beweging van ladingen

Volgende oefeningen werden vandaag naar mijn hoofd gegooid zonder de minste commentaar, uiteraard met de bedoeling ze op te lossen.

8) 2 identieke bolletjes dragen een gelijke lading en hebben elk een massa van 0,1 g. Ze zijn met 2 draadjes in een punt A opgehangen. De lengte van de draadjes is 13 cm en de bolletjes zijn in rust wanneer ze op een afstand van 10 cm van elkaar komen.
  1. Zoek de lading van elk bolletje;
  2. Maak een schema en duid de krachtwerking aan op elk bolletje.
9) 2 ladingen, respectievelijk
\(10^{-9}\ \mbox{N}\)
en
\(1,6 \cdot 10^{-8}\ \mbox{N}\)
groot, staan op 68 cm van elkaar.
  1. Bepaal het punt op de verbindingslijn van beide puntladingen, waar de grootte van de veldsterkte 0 N/C is;
  2. Maak een schema en duid de krachtwerking aan.
[/i] (er zijn er nog meer, maar ik zal hiermee beginnen)

Wat de eerste betreft: ik neem aan dat ik de grootte van de ladingen zal moeten bepalen m.b.v. een formule voor de coulombkracht, zoals
\(F = k \cdot \frac{|Q_1|\cdot|Q_2|}{r^2}\)
. De straal ken ik, de ladingen zijn gelijk en k is een constante, dus wat verder uitgewerkt wordt dat
\(F = \frac{8,99 \cdot 10^9}{0,10^2} \cdot |Q|^2\)
.

Ik neem aan dat , aangezien de bolletjes in rust zijn, de coulombkracht gelijk moet zijn aan een andere kracht (die in tegengestelde zin gericht is). Vervolgens kan ik die twee krachten gelijkschakelen en zo de ladingen vinden. Maar welke kracht? De zwaartekracht?
Verborgen inhoud
De modeloplossing geeft
\(2,1 \cdot 10^{-8}\ \mbox{N}\)
.
Geloof niet alles wat je leest.


Heb jij verstand van PHP? Word Technicus en help mee om Wetenschapsforum nog beter te maken!

Berichten: 8.614

Re: [fysica] krachten en beweging van ladingen

EDIT: Opgave 9 heb ik inmiddels opgelost, dus daar kom ik niet meer op terug. Rest nog opgave 8, waar ik het gevoel heb iets heel eenvoudigs over het hoofd te zien.
Geloof niet alles wat je leest.


Heb jij verstand van PHP? Word Technicus en help mee om Wetenschapsforum nog beter te maken!

Gebruikersavatar
Berichten: 2.902

Re: [fysica] krachten en beweging van ladingen

EDIT: Opgave 9 heb ik inmiddels opgelost, dus daar kom ik niet meer op terug. Rest nog opgave 8, waar ik het gevoel heb iets heel eenvoudigs over het hoofd te zien.
Ik zou voor vraag 8 eerst een tekening proberen maken om de situatie voor te stellen.

Daarop kan je dan je zwaartekracht en coulombkracht aanduiden. Volgens mij zal je er dan wel geraken. Wanneer het niet lukt kun je je grafische voorstelling op het forum zetten.

Berichten: 8.614

Re: [fysica] krachten en beweging van ladingen

Wees gerust, het eerste wat ik doe is steeds een schema maken. Gisteren heb ik het omwille van tijdsgebrek echter niet online gezet. Wanneer ik het tegen vanavond niet heb opgelost, zal ik dat alsnog doen. Intussen blijft een eventuele andere tip welkom.
Geloof niet alles wat je leest.


Heb jij verstand van PHP? Word Technicus en help mee om Wetenschapsforum nog beter te maken!

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 51.271

Re: [fysica] krachten en beweging van ladingen

Intussen blijft een eventuele andere tip welkom.
spankracht:

Verborgen inhoud
klint.png
klint.png (16.23 KiB) 322 keer bekeken
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

Berichten: 8.614

Re: [fysica] krachten en beweging van ladingen

spankracht:
Ik ben niet bekend met die term. Toch bedankt voor de tip en voor het prachtige schema. In de tussentijd heb ik de opgave echter wel op een andere manier kunnen oplossen. Ik zal de uitwerking hier plaatsen ter naslag (wel met een eigen plaatje, omdat ik andere zaken aangeduid heb):
krachten.png
krachten.png (14.07 KiB) 327 keer bekeken
De grootte van de zwaartekracht in elk bolletje is eenvoudig te berekenen met de gegeven informatie:
\(F_Z = m \cdot g \Rightarrow F_Z = 0,1 \cdot 10^{-3} \cdot 9,81 = 9,81 \cdot 10^{-4}\ \mbox{N}\)
Ook de grootte van de hoek
\(\theta\)
is vrij snel gevonden met wat elementaire goniometrie (in grote rechthoekige driehoek):
\(\sin(\theta) = \frac{0,05}{0,13} \Leftrightarrow \theta \approx 22^{\circ}37^{\prime}12''\)
Met nog wat meer goniometrie is ook de coulombkracht te berekenen (in kleine rechthoekige driehoek):
\(\tan(\theta) = \frac{F_C}{F_Z} \Rightarrow \tan(22^{\circ}37^{\prime}12'') = \frac{F_C}{9,81 \cdot 10^{-4}} \Leftrightarrow F_C = 4,09 \cdot 10^{-4}\ \mbox{N}\)
Het vinden van de ladingen is nu kinderspel, aangezien:
\(F_C = k \cdot \frac{|Q_1|\cdot|Q_2|}{r^2} \Rightarrow 4,09 \cdot 10^{-4} = \frac{8,99 \cdot 10^9}{0,10^2} \cdot |Q|^2 \Leftrightarrow |Q| = \sqrt{\frac{4,09 \cdot 10^{-4} \cdot 0,10^2}{8,99 \cdot 10^9}} \Leftrightarrow |Q| = \mathbf{2,1 \cdot 10^{-8}\ \mbox{N}}\)
Geloof niet alles wat je leest.


Heb jij verstand van PHP? Word Technicus en help mee om Wetenschapsforum nog beter te maken!

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 51.271

Re: [fysica] krachten en beweging van ladingen

Ik ben niet bekend met die term.
Dat is een algemeen gebruikte term voor krachten geleverd door touwen, kettingen, staven e.d. , of beter voor de krachten die door dezen worden doorgegeven, want een touw kan natuurlijk zélf geen kracht leveren. Als jij met een touw een kar voortsleept trek jij aan het touw, en het touw aan de kar. Komt eigenlijk neer op een verplaatsing van aangrijpingspunten. Beschouw het als een 'overspanning' van de afstand tussen trekker en getrokkene, of desnoods een extreem soort veerkracht.
(een eigen plaatje, omdat ik andere zaken aangeduid heb):
komt niet helemaal goed, want:
Maak een schema en duid de krachtwerking aan op elk bolletje.
Mijn drie krachten (Fz, Fc en Fs) zijn in evenwicht, met resultante 0. De bolletjes hangen stil.

In jouw schema krijgen de bolletjes een versnelling naar schuin onder.......

Dus toch maar die spankracht erbij halen.
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

Berichten: 8.614

Re: [fysica] krachten en beweging van ladingen

Dat is een algemeen gebruikte term voor krachten geleverd door touwen, kettingen, staven e.d. , of beter voor de krachten die door dezen worden doorgegeven, want een touw kan natuurlijk zélf geen kracht leveren. Als jij met een touw een kar voortsleept trek jij aan het touw, en het touw aan de kar. Komt eigenlijk neer op een verplaatsing van aangrijpingspunten. Beschouw het als een 'overspanning' van de afstand tussen trekker en getrokkene, of desnoods een extreem soort veerkracht.
Er rinkelt nog steeds geen belletje.
Jan van de Velde schreef:In jouw schema krijgen de bolletjes een versnelling naar schuin onder.......

Dus toch maar die spankracht erbij halen.
Nu je het zegt...

Toch vind ik het maar vreemd dat ik met mijn methode blijkbaar op de modeloplossing uitkom, terwijl ik volgens jou een mij onbekend begrip, nl. die spankracht, nodig heb om deze opgave op te lossen.
Geloof niet alles wat je leest.


Heb jij verstand van PHP? Word Technicus en help mee om Wetenschapsforum nog beter te maken!

Berichten: 8.614

Re: [fysica] krachten en beweging van ladingen

EDIT: Wat als ik die spankracht er nu eens bijneem om de resultante gelijk te laten worden aan nul:
krachten2.png
krachten2.png (14.26 KiB) 317 keer bekeken
Dat maakt toch geen verschil voor mijn oplossingsmethode, of wel?
Geloof niet alles wat je leest.


Heb jij verstand van PHP? Word Technicus en help mee om Wetenschapsforum nog beter te maken!

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 51.271

Re: [fysica] krachten en beweging van ladingen

Klintersaas schreef:EDIT: Wat als ik die spankracht er nu eens bijneem om de resultante gelijk te laten worden aan nul:

Dat maakt toch geen verschil voor mijn oplossingsmethode, of wel?
Voor je getaluitkomst niet natuurlijk. Maar het is wél die spankracht die tgengesteld gericht is aan de resultante van je twee actieve krachten, en daarmee de boel in evenwicht brengt. Die kun je écht niet missen "om de resultante gelijk te laten worden aan nul".
Er rinkelt nog steeds geen belletje.
Teken eens het krachtenschema op een doos die op een horizontale vloer stilstaat?
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

Reageer