everything maths and science - C2B2A

everything maths and science - C2B2A everything maths and science - C2B2A

03.05.2013 Views

gebruik om die elektrostatiese krag te bereken en gebruik om die gravitasiekrag te bereken. Stap 3: Bepaal wat gegee word Fg = Gm1m2 d 2 • Q1 = Q2 = 1,6 × 10 -19 C (Die lading op die elektron) • m1 = m2 = 9,1 × 10 -31 kg (Die massa van ’n elektron) • r = d =1× 10 -10 m Ons weet dat: • k = 9,0 × 10 9 N·m 2 ·C −2 • G = 6,67 × 10 -11 N·m 2 ·kg −2 Alle waardes is in SI-eenhde. Ons kan ’n diagram van die situasie teken. Q1 = −1, 60 × 10 −19 C Q2 = −1, 60 × 10 −19 C Stap 4: Bereken die elektrostatiese krag Fe = kQ1Q2 r 2 10 −10 m = (9,0 × 109 )(1,60 × 10 −19 )(1,60 × 10 −19 ) (10 −10 ) 2 = 2,30 × 10 -8 N Dus is die grootte van die elektrostatika krag tussen twee elektrone 2,30 × 10 -8 N. Aangesien elektrone gelyksoortige ladings dra is die krag afstotend. Stap 5: Bereken die gravitasiekrag Fg = Gm1m2 d 2 = (6,67 × 10−11 )(9,11 × 10 −31 )(9,11 × 10 −31 ) (10 −10 ) 2 = 5,54 × 10 -51 N Hoofstuk 9. Elektrostatika 325

WENK Ons kan Newton se derde wet op lading toepas omdat twee ladings kragte van gelyke grootte op mekaar in verskillende rigtings toepas. WENK Kies ’n positiewe rigting. Wanneer Coulomb se wet in die vergelyking ingelees word, kan jy ’n positiewe rigting kies wat dit dus onnodig maak om enige tekens vir ladings in te voeg. Jy kan eerder ’n positiewe rigting kies. Daardie kragte wat geneig is om die lading in die rigting te beweeg word bymekaargetel terwyl die kragte wat in die teenoorgestelde rigting werk, afgetrek word. Die grootte van die gravitasiekrag tussen die elektrone is 5,54 × 10 -51 N. Onthou dat gravitasiekrag altyd ’n aantrekkingskrag is. Let op dat die gravitasiekrag tussen die elektrone baie kleiner is as die elektrostatiese krag. Uitgewerkte voorbeeld 3: Coulomb se wet VRAAG Drie puntladings is in ’n reguit lyn. Hulle ladings is Q1 = +2 × 10 -9 C, Q2 = +1 × 10 -9 C en Q3 = −3 × 10 -9 C. Die afstand tussen Q1 en Q2 is 2 × 10 -2 m en die afstand tussen Q2 en Q3 is 4 × 10 -2 m. Wat is die netto elektrostatiese krag op Q2 as gevolg van die ander twee ladings? OPLOSSING +2 × 10 −9 C Q1 Stap 1: Bepaal wat benodig word +1 × 10 −9 C −3 × 10 −9 C Q2 2 × 10 −2 m 4 × 10 −2 m Ons moet die netto krag op Q2 bereken. Die krag is die som van die twee elektrostatiese kragte - die krag tussen Q1 op Q2 en Q3 op Q2 Stap 2: Bepaal hoe om die probleem te benader • Ons moet die twee elektrostatiese kragte op Q2 bereken deur Coulomb se wet te gebruik. • Ons moet dan die twee kragte optel deur ons reëls vir vektorhoeveelhede optelling te gebruik omdat krag ’n vektorhoeveelheid is. Stap 3: Bepaal wat word gegee Al die ladings en afstande word gegee. Stap 4: Bereken die grootte van die kragte Krag op Q2 as gevolg van Q1 326 9.2. Coulomb se wet Q3

gebruik om die elektrostatiese krag te bereken en<br />

gebruik om die gravitasiekrag te bereken.<br />

Stap 3: Bepaal wat gegee word<br />

Fg = Gm1m2<br />

d 2<br />

• Q1 = Q2 = 1,6 × 10 -19 C (Die lading op die elektron)<br />

• m1 = m2 = 9,1 × 10 -31 kg (Die massa van ’n elektron)<br />

• r = d =1× 10 -10 m<br />

Ons weet dat:<br />

• k = 9,0 × 10 9 N·m 2 ·C −2<br />

• G = 6,67 × 10 -11 N·m 2 ·kg −2<br />

Alle waardes is in SI-eenhde.<br />

Ons kan ’n diagram van die situasie teken.<br />

Q1 = −1, 60 × 10 −19 C Q2 = −1, 60 × 10 −19 C<br />

Stap 4: Bereken die elektrostatiese krag<br />

Fe = kQ1Q2<br />

r 2<br />

10 −10 m<br />

= (9,0 × 109 )(1,60 × 10 −19 )(1,60 × 10 −19 )<br />

(10 −10 ) 2<br />

= 2,30 × 10 -8 N<br />

Dus is die grootte van die elektrostatika krag tussen twee elektrone 2,30 × 10 -8 N.<br />

Aangesien elektrone gelyksoortige ladings dra is die krag afstotend.<br />

Stap 5: Bereken die gravitasiekrag<br />

Fg = Gm1m2<br />

d 2<br />

= (6,67 × 10−11 )(9,11 × 10 −31 )(9,11 × 10 −31 )<br />

(10 −10 ) 2<br />

= 5,54 × 10 -51 N<br />

Hoofstuk 9. Elektrostatika<br />

325

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!