15 svar
55 visningar
Tiger 91
Postad: 21 feb 2021

Kraft/ fält

Hur stor är den elektriska fältstyrkan mitt emellan två små föremål som beginner sig 20 cm från varandra om de har laddningarna 

a) +1,0 nC och -50 nC

Jag har fattat att man beräknar varje laddning ensamt men jag förstår inte varför man ska ska sätta 1 testladdning med storleken 1nC. Kan nån snälla förklara varför man inte kan strunta i det? Den har ju ingen betydelse eller? Utöver det så undrar jag också varför man räknar de här laddningar indviduellt?

Jag har aldrig hört talas om att man skall räkna med en testladdning med storleken 1 nC. Fältstyrkan är den kraft en laddning med storleken +1 C skulle känna av i punkten. 

Det är så snällt att man kan räkna ut varje fältstyrka var för sig och bara addera på slutet. Det hade kunnat vara mycket krångligare.

JohanF 2078
Postad: 22 feb 2021 Redigerad: 22 feb 2021

Fältstyrkan i en punkt är definierad som kraften på en laddad partikel delat med partikelns laddning. Det innebär att man kan sätta ut en testladdning i fältet, sedan mäta kraften på testladdningen, och sedan dela med laddningen för att få reda på fältets styrka i punkten.

(Dvs att testladdningen måste vara 1nC är helt enkelt inte sant. Testladdningen kan ha vilket värde som helst)

Precis likadant gör man för att mäta gravitationen i en punkt. Man sätter ut en testmassa, mäter kraften på den, och delar med massans storlek för att få reda på gravitationen i punkten.

Tiger 91
Postad: 23 feb 2021
JohanF skrev:

Fältstyrkan i en punkt är definierad som kraften på en laddad partikel delat med partikelns laddning. Det innebär att man kan sätta ut en testladdning i fältet, sedan mäta kraften på testladdningen, och sedan dela med laddningen för att få reda på fältets styrka i punkten.

(Dvs att testladdningen måste vara 1nC är helt enkelt inte sant. Testladdningen kan ha vilket värde som helst)

Precis likadant gör man för att mäta gravitationen i en punkt. Man sätter ut en testmassa, mäter kraften på den, och delar med massans storlek för att få reda på gravitationen i punkten.

Jag var lite oklar där, jag menar inte exakt 1nC men kan man inte strunta i testladdningar överhuvudtaget. Om man t.ex säger att testladdningen är q och ändå dividerar man bort den, varför inte strunta i det från början? 

JohanF 2078
Postad: 23 feb 2021

Du har rätt, vet man om vad man gör kan man ju använda formeln för fältstyrka på ett visst avstånd från en punktladdning rakt av (på samma sätt som man sällan motiverar förekomst av gravitationsfält genom att sätta ut en testmassa och mäter kraften på den).

Jag tycker du ska göra som din lärare vill att du ska redovisa beräkningarna. Jag ville bara berätta om varför man pratar om laddningar som egentligen inte finns.

Tiger 91
Postad: 23 feb 2021 Redigerad: 23 feb 2021
JohanF skrev:

Du har rätt, vet man om vad man gör kan man ju använda formeln för fältstyrka på ett visst avstånd från en punktladdning rakt av (på samma sätt som man sällan motiverar förekomst av gravitationsfält genom att sätta ut en testmassa och mäter kraften på den).

Jag tycker du ska göra som din lärare vill att du ska redovisa beräkningarna. Jag ville bara berätta om varför man pratar om laddningar som egentligen inte finns.

Edit: Jag kom nyss på att jag inte skrev k- konstanten i beräkningen men jag har räknat med det. Bara så att ni inte kanske tycker att felet ligger där.

Jag kom fram till -3595 N/C vilket är fel. Svaret blir 5400N/C och därför förstord jag att de har på nåt sätt ändrat -4494 till ett positivt tal men jag fattar inte hur/ varför? 

JohanF 2078
Postad: 23 feb 2021

Rita ut riktningen på krafterna F1 och F2 på den tänkta laddningen (låt den tänkta laddningen vara positiv, för då kan man rita fältriktningsresultanten i samma riktning som kraftresultanten). Kommer de två krafterna att motverka varandra? Eller kommer de två krafterna att samverka? 

Du har skrivit i uppgiften att laddningarna är +1,0 nC och -50 nC, men sedan har du räknat med att den negativa laddningen är -5 nC, vilket skall det vara?

Tiger 91
Postad: 23 feb 2021
Smaragdalena skrev:

Du har skrivit i uppgiften att laddningarna är +1,0 nC och -50 nC, men sedan har du räknat med att den negativa laddningen är -5 nC, vilket skall det vara?

Det ska vara -5 nC:)

Tiger 91
Postad: 23 feb 2021
JohanF skrev:

Rita ut riktningen på krafterna F1 och F2 på den tänkta laddningen (låt den tänkta laddningen vara positiv, för då kan man rita fältriktningsresultanten i samma riktning som kraftresultanten). Kommer de två krafterna att motverka varandra? Eller kommer de två krafterna att samverka? 

Jag tror de samverkar men vad spelar det för nån roll? 

JohanF 2078
Postad: 23 feb 2021

Det spelar rollen att du ska addera beloppen av fälten till varandra istället för att subtrahera dem som du gjorde.

Tiger 91
Postad: 23 feb 2021
JohanF skrev:

Det spelar rollen att du ska addera beloppen av fälten till varandra istället för att subtrahera dem som du gjorde.

Jag har nu fattat vad du menar , men kraften är på F1= positivt  och F2= negativt. Om kraften verkar åt samma riktning som jag har ritat i bilden borde de inte då antingen vara negativa eller positiva. Är inte kraft en vektor, vilket betyder att man inte kan bara så där ändra dess riktning? 

JohanF 2078
Postad: 24 feb 2021

Jo, visst är den ena kraften positiv och den andra negativ. Men i detta räkningsexemplet betyder tecknet bara att kraften är repellerande från den ena laddningen och attraherande från den andra. Och eftersom man befinner sig emellan de två laddningarna, så är det samma riktning i koordinatsystemet.

Just det där med riktningar på kraftfält, som annars kan kännas ganska abstrakt, blir också lättare att förstå om man utgår ifrån definitionen om vad det är, dvs att det är en form av mått och riktning på kraftresultanten som verkar på en tänkt (positiv) laddning i varje punkt. 

Åt vilket håll verkar kraften F1 på testladdningen q? Höger eller vänster? Åt vilket håll verkar kraften F2 på testladdningen q? Höger eller vänster?

Tiger 91
Postad: 24 feb 2021
JohanF skrev:

Jo, visst är den ena kraften positiv och den andra negativ. Men i detta räkningsexemplet betyder tecknet bara att kraften är repellerande från den ena laddningen och attraherande från den andra. Och eftersom man befinner sig emellan de två laddningarna, så är det samma riktning i koordinatsystemet.

Just det där med riktningar på kraftfält, som annars kan kännas ganska abstrakt, blir också lättare att förstå om man utgår ifrån definitionen om vad det är, dvs att det är en form av mått och riktning på kraftresultanten som verkar på en tänkt (positiv) laddning i varje punkt. 

Så jag tror jag förstår nu, vi plusar ihop dessa kraft för att ta reda på totala kraften som verkar på testladdningen ellerhur? Dvs en drar och en knuffar.

 

Om vi däremot har två positivaladdningar som verkar på en testladdning så tar ju de ut varandra, dvs totalla kraften blir skillnaden mellan dem?  

Tack så mycket för hjälpen

JohanF 2078
Postad: 24 feb 2021 Redigerad: 24 feb 2021

Ja. Om det hade varit två laddningar med samma storlek ock samma tecken, så hade kraftresultanten (och därmed också E-fältet) blivit noll precis mitt emellan dem. 

Jag försökte hitta en bra bild som visar  detaljer i E-fältet precis mitt emellan laddningarna. Det som händer ju närmare mitten man kommer är att fältlinjerna bryter av, antingen uppåt eller nedåt. Precis i mitten kommer det att vara "stiltje".

Om det är två negativa laddningar så blir linjerna likadana, men pilarna går åt motsatt håll.

 

Om du vill så kan du testa med lite olika laddningar i simulatorn nedan (dock har simulatorn ganska dålig upplösning så man ser inte vad som händer precis mitt emellan). 

https://academo.org/demos/electric-field-line-simulator/

Svara Avbryt
Close