Elektrostatische energie tussen twee draden
stelde deze vraag op 30 januari 2022 om 12:04.Hoi,
Zou iemand me kunnen laten zien hoe je aan de hand van de formule (𝑉𝑎 − 𝑉𝑏 = )
hier de elektrostatische energie tussen twee draden berekent? Ik heb geen idee hoe ik dit moet aanpakken, ik weet alleen dat je via die formule het potentiaalverschil moet berekenen in draad 1 en daarna het energieverschil kan berekenen als de afstand tot draad 2 verandert van van 𝑑1 naar 𝑑2.
Opgave: Neem twee dunne rechte oneindig lange draden. De draden lopen parallel aan elkaar, met draaddraad afstand d. De draden zijn gemaakt van isolerend materiaal. De draden zijn geladen met een uniforme lijnladingsdichtheid: 𝜆1 op draad 1, en 𝜆2 op draad 2, beide met eenheid C/m. De elektrostatische energie van het systeem hangt af van de draad-draad afstand. Leid een
uitdrukking af voor de energieverandering per lengte-eenheid van het systeem (∆𝑈/𝐿), als
de draad-draad afstand verandert van 𝑑1 naar 𝑑2.
Reacties
Het stappenplan hieronder komt op hetzelfde neer als de door jou vermelde formule, lijkt me. Aanname: de opstelling is in vacuüm.
a. Hoe groot is de totale lading van draad 1, uitgedrukt in λ1 en L? En de lading van draad 2?
b. Hoe groot is de elektrostatische kracht van draad 2 op draad 1, op grond van de wet van Coulomb?
c. Stel dat draad 1 dichter bij draad 2 komt, vanaf een beginafstand d1 tot een kleinere eindafstand d2. Hoe groot is dan de arbeid die de elektrostatische kracht op draad 1 verricht? Gebruik W=integraal(F ds) van d1 tot d2.
d. De bij c berekende arbeid is negatief, want… ?
e. Beredeneer kwalitatief of de gevraagde energie-verandering per lengte gelijk zou kunnen zijn aan
Groet, Jaap
