everything maths and science - C2B2A

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

03.05.2013 Views

Krag op Q2 as gevolg van Q3 F1 = k Q1Q2 r 2 = (9,0 × 10 9 ) (2 × 10-9 )(1 × 10 -9 ) (2 × 10 -2 ) 2 = (9,0 × 10 9 ) (2 × 10-9 )(1 × 10 -9 ) (4 × 10 -4 ) = 4,5 × 10 -5 N F3 = k Q2Q3 r 2 Stap 5: Vektoroptelling van kragte = (9,0 × 10 9 ) (1 × 10-9 )(3 × 10 -9 ) (4 × 10 -2 ) 2 = (9,0 × 10 9 ) (1 × 10-9 )(3 × 10 -9 ) (16 × 10 -4 ) = 1,69 × 10 -5 N Ons weet wat die groottes van die kragte is, maar ons moet die ladings gebruik om te bepaal of die kragte aantrekkings- of afstotingskragte is. Dit is handig om ’n kragtediagram te trek om die finale rigting van die netto krag op Q2 te bepaal. Ons kies die positiewe rigting as na regs (die positiewe x-rigting). Die krag tussen Q1 en Q2 is afstotend (gelyksoortige ladings). Dit beteken dat dit Q2 na regs of in die positiewe rigting stoot. Die krag tussen Q2 en Q3 is ’n aantrekkingskrag (ongelyksoortige ladings) en trek Q2 na regs. Q1 Q2 Dus werk albei kragte in die positiewe rigting. Dus F3 F1 FR = 4,5 × 10 -5 N + 1,69 × 10 -5 N = 6,19 × 10 -5 N Die resultante krag wat op Q2 inwerk is 6,19 × 10 -5 N na regs. Q3 Hoofstuk 9. Elektrostatika 327

Uitgewerkte voorbeeld 4: Coulomb se wet VRAAG Drie puntladings vorm ’n reghoekige driehoek. Hulle ladings is Q1 =4× 10 -9 C = 4 nC, Q2 =6× 10 -9 C =6nC en Q3 = −3 × 10 -9 C = −3 nC. Die afstand tussen Q1 en Q2 is 5 × 10 -2 m en die afstand tussen Q1 en Q3 is 3 × 10 -2 m. Wat is die netto elektrostatiese krag van Q1 as gevolg van die ander twee ladings as hulle rangskik word soos hieronder gewys. OPLOSSING Q3 = -3 nC 3 × 10 −2 m Q1 = +4 nC Stap 1: Bepaal wat benodig word 5 × 10 −2 m Q2 = +6 nC Ons moet die netto krag op Q1 bereken. Die krag is die som van twee elektrostatiese kragte - die kragte van Q2 op Q1 en Q3 op Q1 Stap 2: Bepaal hoe om die probleem te benader • Ons moet Coulomb se wet gebruik om die elektrostatiese krag wat op Q1 uitgeoefen word deur Q2 en die elektrostatiese krag wat op Q1 deur Q3 uitgeoefen word te bereken. • Ons moet dan die twee kragte optel deur ons reëls vir die optel van vektorhoeveelhede te gebruik omdat krag ’n vektorhoeveelheid is. Stap 3: Bepaal wat word gegee Al die ladings en twee van die afstande word gegee. Stap 4: Bereken die grootte van die kragte Die grootte van die krag wat deur Q2 op Q1 uitgeoefen word, wat ons F2 sal noem, is: F2 = k Q1Q2 r 2 = (9,0 × 10 9 ) (4 × 10-9 )(6 × 10-9 ) (5 × 10-2 ) 2 = (9,0 × 10 9 ) (4 × 10-9 )(6 × 10-9 ) (25 × 10-4 ) = 8,630 × 10 -5 N 328 9.2. Coulomb se wet

Krag op Q2 as gevolg van Q3<br />

F1 = k Q1Q2<br />

r 2<br />

= (9,0 × 10 9 ) (2 × 10-9 )(1 × 10 -9 )<br />

(2 × 10 -2 ) 2<br />

= (9,0 × 10 9 ) (2 × 10-9 )(1 × 10 -9 )<br />

(4 × 10 -4 )<br />

= 4,5 × 10 -5 N<br />

F3 = k Q2Q3<br />

r 2<br />

Stap 5: Vektoroptelling van kragte<br />

= (9,0 × 10 9 ) (1 × 10-9 )(3 × 10 -9 )<br />

(4 × 10 -2 ) 2<br />

= (9,0 × 10 9 ) (1 × 10-9 )(3 × 10 -9 )<br />

(16 × 10 -4 )<br />

= 1,69 × 10 -5 N<br />

Ons weet wat die groottes van die kragte is, maar ons moet die ladings gebruik om te<br />

bepaal of die kragte aantrekkings- of afstotingskragte is. Dit is h<strong>and</strong>ig om ’n kragtediagram<br />

te trek om die finale rigting van die netto krag op Q2 te bepaal. Ons kies die<br />

positiewe rigting as na regs (die positiewe x-rigting).<br />

Die krag tussen Q1 en Q2 is afstotend (gelyksoortige ladings). Dit beteken dat dit Q2<br />

na regs of in die positiewe rigting stoot.<br />

Die krag tussen Q2 en Q3 is ’n aantrekkingskrag (ongelyksoortige ladings) en trek Q2<br />

na regs.<br />

Q1<br />

Q2<br />

Dus werk albei kragte in die positiewe rigting.<br />

Dus<br />

F3<br />

F1<br />

FR = 4,5 × 10 -5 N + 1,69 × 10 -5 N<br />

= 6,19 × 10 -5 N<br />

Die resultante krag wat op Q2 inwerk is 6,19 × 10 -5 N na regs.<br />

Q3<br />

Hoofstuk 9. Elektrostatika<br />

327

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

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!