elektrische veldsterkte vraag 2
Rogier stelde deze vraag op 20 januari 2025 om 16:29.Vraag afgesplitst van https://www.natuurkunde.nl/vraagbaak/96212
bedoelen ze bij vraag 2 dat je ergens een/meer ladingen Q vast zet en dat de beweegbare beginladingen -q en 2q dan op hun plaats blijven ?
groetjes, Rogier
Reacties
Dag Rogier,
Ik ruil mijn mening graag voor een betere, maar het enige wat ze volgens mij in deze opgave kunnen bedoelen (wil de vraag zinnig blijven) is waar ze een lading Q kunnen plaatsen zó dat die lading Q op zijn plaats blijft. Ik zie althans geen andere mogelijkheid. Nemen we bijvoorbeeld een negatieve lading Q= -q
Plaats Q links van -q (in mijn tekening) en -q vliegt naar +2q (en andersom)
Plaats Q tussen -q en +2q, en + 2q vliegt in ieder geval richting Q
Plaats Q rechts van +2q en ik zie geen plaats waar Q en -q even hard aan +2q trekken èn elkaar niet afstoten.
vergelijkbare redeneringen zijn op te zetten voor een positieve Q. Als beide gegeven ladingen los hangen gaat het volgens mij altijd bewegen. Benieuwd of iemand daar anders over denkt.
"..//.. in lucht ..//.." is trouwens niet synoniem met "zweeft los in het rond". De twee gegeven ladingen hebben gedefinieerde vaste plaatsen.
Ja, deze vraag zit vol met als vanzelfsprekend veronderstelde zaken. Beetje rommelig allemaal.
Groet, Jan
Beste Rogier
Kan je een oplossing vinden (plaats en lading van Q) met 1 toe gevoegde lading Q en dat alle 3 ladingen in de eind situatie kunnen bewegen maar toch door alleen elektrostatische krachten op hun plaats blijven ? dus dat je geen van de 3 ladingen fixeert, vast houdt, vast plakt ?
Doe redelijke aannames : de 3 ladingen zijn puntvormig, ze zijn in het begin in rust, geen Brownse beweging in de lucht, geen andere krachten enz.
De eis "garanderen dat de ladingen niet kunnen verplaatsen" is wel erg heftig -- een labiel evenwicht is goed genoeg. Maar r staat wel "ladingen" dus het is niet genoeg als Q op zijn plaats blijft en de andere 2 niet.
Er zijn voor Q natuurlijk oneindig veel mogelijke plaatsen met q=Q=0 maar dat is een beetje flauw
De lucht vermelding in de oefening is relevant voor vraag 1.
mvg, Ibtihal
OK stel dat alle 3 ladingen kunnen bewegen. Er staat idd "ladingEN niet kunnen verplaatsen". Als dat niet lukt doe ik Jan zijn manier 2 oude ladingen op vastw plaats
Tips, anyone?
Rogier
Beste Rogier
OK, stel dat alle 3 ladingen kunnen bewegen maar ze doen het niet. Je vraagt tips
De oude -q noem ik lading A. De oude 2q heet lading B op 8cm van A. Op een horizontale lijn is A links van B zoals Jan in andere item tekende. De toegevoegde lading Q heet C.
Leg uit dat C niet volgens de eisen ergens naast de lijn door A&B kan zijn
Leg uit dat C (+ of -) niet tussen A&B kan zijn (je mag spieken bij Jan.)
Leg uit dat C (+ of -) niet rechts van B kan
Stel dat C wel ergens links van A kan. Moet Q dan + of - zijn?
Stel dat C links van A kan op afstand x>0 vanaf A.
Nu kan je "trial & error" doen tot plaats x en lading Q van C goed zijn: alle 3 ladingen kunnen bewegen maar blijven plaats rust. Dat doe je alleen als t niet anders kan. Jij bent slim dus je probeert het eerst analytisch:
vwo 6 in NL: wat kan je in eind situatie zeggen van Fres op A? Zeg dat in formule vorm Fres=(iets met Q en x en q en 8)=....
Ditto Fres op B in formulevorm. Nou heb je 2 formules met 2 onbekenden, Q en x. Los op: bereken x (hoeveel cm?) en bereken Q (hoeveel keer q)? Controleer dat Fres op elke lading nul is. Klaar.
Op school in Belgie is er nog een andere manier: geef een formule voor de "potentiaal V op de plaats van C" tgv lading A. Dus een formule V(x)=(iets met q en x) ten gevolge van A. Ook een formule voor de "potentiaal op de plaats van C" tgv lading B. De scalaire potentialen kan je optellen tot "totale potentiaal V(x)=... op de plaats van C" ten gevolge van A en B samen. Wat weet je over die potentiaal V(x) op de plaats van C als Fres op C daar nul is zodat C op zn plaats blijft ? (schets een grafiek van V als functie van x.)
We zetten alle 3 ladingen op de goede plaats laten ze tegelijk los. Dan heb je labiel evenwicht. Bij de geringste verstoring (goedendag, meneer Heisenberg) gaat alles van zn plaats
Zo'n opgave kan vwo 6 wel maken toch ? Kom maar terug met je uitkomst voor x en Q
mvg, Ibtihal
Hey Ibtihal
Volgens mij is Fres op elk vd 3 ladingen 0 als je ze tegelijk los laat en
Q=2(1+wortel(2))^2*q op x=8(1+wortel(2)) cm links van oude lading -q
Ongeveer Q=+11.657*q en x=19.314cm
Bedankt voor de tips, Rogier