Tillämpning av högerhandseregln
Hej!
Jag sitter med en uppgift där jag inte förstår hur jag ska tillämpa högerhandsregeln.
uppgiften är: (uppgift 3118 i impuls fysik 2)
"Ett flygplan flyger från malmö till Kiruna med hastigheten 900km/h planet har ett vingspann som är 30 meter.
a)När planet börjar flyga kommer det att flyta en ström genom vingarna. Vilken riktning har den strömmen?
A) Norr B)Söder C)Väster D)det blir ingen ström."
Jag förstår att jordens magnetfält går från söder till norr. Alltså går den horisontella komposanten av jordens magnetfält i samma riktning som flygplanets hastighet. Sen finns det ju också en vertikal komposant av jordens magnetfält. Är det den jag ska räkna med? förstår inte riktigt hur jag ska använda mig av högerhandsregeln här?
Du ska använda den komposant av magnetfältet som är vinkelrät mot hastigheten. Vilken komposant är det?
Måste ju bli den vertikala komposanten då. Förstår dock inte hur jag ska komma till nästa steg. Har pekfingret i magnetfältets riktning (ner mot marken). Men det känns som att jag kan få strömmen (I) åt alla håll beroende på hur jag vrider på handen?
Jag gjorde en snabb figur på situationen. En flygplansvinge med en positiv laddning. Jag valde en positiv laddning eftersom strömmens ritning är definierad som en ström av positiva laddningar. Magnetfältet in i pappret, som du sa. Du ska lista ut vart den positiva laddningen tar vägen om vingen rör sig uppåt i bilden (åt norr, från Malmö till Kiruna). Känner du till någon formel som beskriver kraften på laddning i magnetfält?
(jag är ganska usel på att rita som du ser)
ska jag tänka på flygplanet som en partikel som rör sig? i så fall ser jag hur det blir väster ut!
Ja, precis! Den positiva laddningen på vingen kommer att dras mot vänster (väst).
Men se upp. I uppgiften står ”när flygplanet börjar flyga...”. Vad kommer att hända när det har flutit lite ström så att positiva laddningar har ansamlats i vänster vinge?
Kommer detta att sluta med oändligt stor positiv laddning i vänster vinge?
Då måste det väl bli som vid induktion? Alltså att en spänning lägger sig mellan vingarna vilket leder till att en elektrisk kraft uppstår. Tillslut blir F(magnetisk)=F(elektrisk) och då antar spänningen ett konstant värde (tills planet slutar röra sig då)
Du förstår uppenbarligen detta. Att den inducerade spänningen antar ett konstant värde när jämvikten inträder innebär också att strömmen av laddning slutar flyta.
Har du löst uppgiften nu?
Yes! förstod och avslutade samma kväll. Tack för hjälpen!
JohanF skrev:Jag gjorde en snabb figur på situationen. En flygplansvinge med en positiv laddning. Jag valde en positiv laddning eftersom strömmens ritning är definierad som en ström av positiva laddningar. Magnetfältet in i pappret, som du sa. Du ska lista ut vart den positiva laddningen tar vägen om vingen rör sig uppåt i bilden (åt norr, från Malmö till Kiruna). Känner du till någon formel som beskriver kraften på laddning i magnetfält?
(jag är ganska usel på att rita som du ser)
Skulle du bara kunna förklara hur det blir med högerhandsregeln hur man ska tänka för som sagt tummen kan ju peka lite åt olika håll … gör uppgiften nu resten fattar jag
Hej!
Tummen ska peka i riktningen som den positiva laddningen rör sig.
JohanF skrev:Hej!
Tummen ska peka i riktningen som den positiva laddningen rör sig.
Så nu är strömriktningen dit kraften pekar… annars brukar det man tänka att strömmen riktning är dit tummen pekar…
Jag förstår hur du försöker tänka om ström. Det som jag tror förvirrar dig är hur uppgiften är formulerad i trådstarten, eftersom det står att det kommer att "flyta en ström genom vingarna". Sanningen är att det inte kommer att flyta en kontinuerlig ström, eftersom det inte finns någon sluten strömkrets. Däremot kommer laddningen i vingarna att förskjutas på grund av den magnetiska kraften på den (vilket iofs resulterar i en kortvarig förskjutningsström av laddning, men man brukar inte definiera den typen av laddningsförskjutning som en ström, på gymnasienivå).
Så svaret på din fråga är ja, men bara en laddningsförskjutning. Förskjutningen av laddningen i vingen sker i samma riktning som kraften. I övrigt flyter det ingen ström någonstans. Det finns bara en laddning som färdas med en hastighet i ett magnetfält som du ska tillämpa högerhandsregeln på.
Trådstartaren formulerar det bra i inlägg #7.
Hänger du med?
(Du kanske har originalformuleringen av uppgiften? Isåfall kanske du kan fota den för jag tror trådstartaren kanske återgav den lite slarvigt)
Här har du en bild… jo men jag tror att jag förstår vad du menar
Tack för fotot!
Där ser du att b-uppgiften förklarar vilken typ av "ström" det handlar om, dvs "strömmen" som uppkommer under tiden laddningarna ställer sig tillrätta. Vilket inte är riktigt samma sak som när du har en kontinuerlig ström som flyter genom en ledare, och du vill lista ut riktningen på kraften på ledaren, med F= BIL.
Tjena, det känns som jag ska slita skallen av mig på grund av det här problemet.
Jag förstår att den vänstra vingen får en positiv laddning och att den högra får en negativ, men varför färdas strömmen väster ut? Bör inte strömmen färdas öster ut, från den positiva (vänstra sidan) till den negativa (högra sidan)?
Slit inte skallen av dig, vi reder ut problemet istället!
Du har säkert lärt dig att en elektrisk ström av positiva laddningar _flyter_ från pluspolen till minuspolen på ett batteri om du kopplar en _yttre_ krets till batteriet (till exempel ett motstånd).
Men _inuti_ batteriet kommer strömmen av positiva laddningar att _drivas_ från minuspolen till pluspolen av den kemiska process som skapar batteriet. Om inte detta flöde inuti batteriet hade skett så skulle ju snart alla positiva laddningar på pluspolen ha flutit till minuspolen genom det yttre motståndet, och strömmen skulle sluta flyta.
Du kan likna vingen i uppgiften med vad som händer inuti ett batteri, med den enda skillnaden att den process som driver laddningarna i vingen är inte kemiska reaktioner, utan induktion.
Men eftersom det inte finns någon yttre krets l uppgiften, där ström av positiva laddningar kan flyta från pluspol till minuspol, så kommer drivningen av positiva laddningar från minuspol till pluspol inuti vingen att avta till noll (jämnvikt). (Om du har tillgång till facit på b-uppgiften, så förklara förmodligen jämvikten där)
Super snällt av dig att svara! Jag tror jag förstår, vingarna agerar som om de vore inuti ett batteri?
I facit på uppgift b står det: b) Strömmen flyter tills det har uppstått en kraftjämviktmellan de elektriska och de magnetiska krafterna på enladdning i flygplanet. När flygplanet flyger med konstantfart framåt går inte längre någon ström.
Jag förstår inte facit på b-uppgiften men tänker att jag kan kika på någon Youtube video som förklarar induktion. Tusen tack för hjälpen!
vingarna agerar som om de vore inuti ett batteri?
Ja precis! I den mening att positiva laddningar drivs från minuspol till pluspol där.
men tänker att jag kan kika på någon Youtube video som förklarar induktion.
Googla på tex "generatorformel" så kommer du att hitta rätt meddetsamma.
