Eddler
Kurser Alla kurser Min kurs Min sida Min sida Provbank Mina prov Läromedel Blogg Hjälp & Guider Om oss Kontakt Nationella prov Gamla högskoleprov Screening Priser läromedel
Sök Mitt konto Logga ut Elev/lärare
-registrering
Logga in Köp Premium Köp Premium Prova gratis
Genom att använda den här sidan godkänner du våra användarvillkor, vår integritetspolicy och att vi använder cookies.
EXEMPEL I VIDEON
Lägg till som läxa
Lägg till som stjärnmärkt
  Lektionsrapport Repetera   Hjälp

Frågor hjälpmarkerade!

Alla markeringar försvinner.

Ta bort markeringar Avbryt
Kopiera länk Facebook X (Twitter) Repetera Rapportera Ändra status
KURSER  / 
Fysik 1
 /   Ellära

Coulombs lag

Endast Premium- användare kan rösta.
  • Författare:Simon Rybrand
    Rapportera fel Redigera lektion Redigera text Redigera övning Redigera video Skapa thumbnails

    En elektrisk kraft är en avståndskraft som verkar mellan föremål med elektrisk laddning. För att beräkna storleken av denna kraft kan vi använda Coulombs lag. 

    Coulombs lag

    Storleken av den elektriska kraft som ett föremål med laddningen  $Q_1$Q1  påverkas av när det befinner sig på avståndet  $r$r  från ett annat föremål med laddningen  $Q_2$Q2  är 

     $F=k\cdot$F=k· $\frac{Q_1\cdot Q_2}{r^2}$Q1·Q2r2   

    där  $k$k  är Coulombs konstant som har värdet  $8,99\cdot10^9$8,99·109  Nm$^2$2/C$^2$2.

    Utifrån Coulombs lag kan vi se att den elektriska kraften ökar med laddningarnas storlek och minskar med avståndet i kvadrat. Det är också viktigt att tänka på att de elektriska krafter som uppstår mellan två laddade föremål är kraft och reaktionskraft. Det innebär att de alltid är lika stora men motriktade och verkar på två olika föremål. Laddningarna kan alltså ha olika storlek, men den elektriska kraften  $F$F  blir ändå lika stor på båda föremålen. 

    Exempel 1

    Beräkna hur stor den elektriska kraften som uppstår mellan två föremål med laddningen  $+4,0\cdot10^{-4}$+4,0·104  C respektive  $+6,0\cdot10^{-5}$+6,0·105  C är. Avståndet mellan laddningarna är  $2,0$2,0  meter.

    Lösning

    För att lösa denna uppgift använder vi Coulombs lag.

     $F=k\cdot$F=k· $\frac{Q_1\cdot Q_2}{r^2}$Q1·Q2r2   

     $F=8,99\cdot10^9\cdot$F=8,99·109· $\frac{\left(4,0\cdot10^{-4}\right)\cdot\left(6,0\cdot10^{-5}\right)}{2,0^2}$(4,0·104)·(6,0·105)2,02  $=53,94$=53,94  N

    Kraften är repellerande, eftersom laddningarna har samma tecken.

    Exempel 2

    I en väteatom är attraktionskraften mellan protonen i mitten och elektronen i sin orbital  $8,22\cdot10^{-8}$8,22·108  N. Beräkna avståndet mellan protonen och elektronen.

    Lösning

    Vi använder Coulombs lag.

     $F=k\cdot$F=k· $\frac{Q_1\cdot Q_2}{r^2}$Q1·Q2r2   

    Vi vet att laddningens storlek hos både protonen och elektronen motsvarar en elementarladdning. Det ger:

     $Q_1=1,602\cdot10^{-19}$Q1=1,602·1019  C 
     $Q_2=1,602\cdot10^{-19}$Q2=1,602·1019  C

    Vi bryter nu ut avståndet  $r$r  ur formeln och sätter in värden.

     $r^2=$r2= $\frac{k\cdot Q_1\cdot Q_2}{F}$k·Q1·Q2F  

     $r=$r= $\sqrt{\frac{k\cdot Q_1\cdot Q_2}{F}}$k·Q1·Q2F  

     $r=$r= $\sqrt{\frac{8,99\cdot10^9\cdot1,602\cdot10^{-19}\cdot1,602\cdot10^{-19}}{8,22\cdot10^{-8}}}$8,99·109·1,602·1019·1,602·10198,22·108  

     $r=5,297…\cdot10^{-11}$r=5,297…·1011 m.

    Svar: Avståndet (där det är störst sannolikhet att elektronen befinner sig)  är  $5,30\cdot10^{-11}$5,30·1011  m från protonen.

    Kommentarer

    Jomanna Koider

    varför blev enheten N i första ex , varför inte NM2/C2

      Daniel Johansson

      NM^2/C^2 är enheten för Coulombs konstant, men eftersom vi beräknar en kraft så är enheten Newton.
      Varje gång du använder en formel för att beräkna hur stor en kraft är så kommer svaret vara i enheten Newton.

    Vikky

    Varför skriver man inte elektronens laddning som negativ, dvs. -1,602 * 10 ^-19 C ? Så får man även rätt tecken på kraften. Jag antar att det har med rottecknet att göra & att vi ej vill få ut ett komplext tal, men i vanliga fall skriver man in elektronens laddning som negativ i formeln?

      Daniel Johansson

      Elektronens laddning är negativ, precis som du säger.
      Men när man använder Coulombs lag så är det enklast att alltid ange laddningar med positivt tecken och sedan själv komma ihåg om kraften är attraherande eller repellerande.
      Samma tecken på laddning repellerar, medan olika tecken attraherar.
      I och med att kraften är en vektor så beräknar vi endast storleken på kraften (som alltid är positiv) medan riktningen på kraften är enkel att lista ut utifrån hur laddningarna är placerade.


    Endast Premium-användare kan kommentera.

    ██████████████████████████
    ████████████████████████████████████████████████████

    Vi hjälper dig att repetera om du behöver

    {[{ prereqFeedback.title }]} {[{ prereqFeedback.body }]}
    RESULTAT
    Du har det som behövs
    Är du säker?
    REPETERAR
    Du ser första minuten av genomgången. Prova gratis i 14 dagar Se hela med Eddler Premium
    Få tillgång till hela Eddler
    • Alla videor i alla kurser
    • Övningar med förklaringar på rätt nivå
    • Allt inför NP och HP
    • Gjort av legitimerade mattelärare
    Prova gratis i 14 dagar Köp Premium
    Sedan 99 kr/mån. Ingen bindningstid.
    Din skolas prenumeration har gått ut

    Påminn din lärare om att förnya, eller fortsätt plugga med Eddler på egen hand.

    Köp Premium
    Sedan 99 kr/mån. Ingen bindningstid.
    Er prenumeration har gått ut

    Kontakta oss på info@eddler.se för att förnya.

    Repetera mer i lektionen

    e-uppgifter (4)

    • 1. Premium

      Redigera uppgift Rapportera fel Ändra till korrekt
      M EXIT NP INGÅR EJ Uppgift från prov

      En avståndskraft är en kraft som: 

      Bedömningsanvisningar/Manuell rättning
      Klicka i rutorna och bedöm ditt svar.
      • Rättad
      • +1
      • Rättad
      Dela med lärare
      Rättar...
    • 2. Premium

      Redigera uppgift Rapportera fel Ändra till korrekt
      M EXIT NP INGÅR EJ Uppgift från prov

      Två elektriska laddningar attraherar varandra med en viss kraft. 

      Hur förändras kraften om avståndet dubbleras?

      Bedömningsanvisningar/Manuell rättning
      Klicka i rutorna och bedöm ditt svar.
      • Rättad
      • +1
      • Rättad
      Dela med lärare
      Rättar...
    • 3. Premium

      Redigera uppgift Rapportera fel Ändra till korrekt
      M EXIT NP INGÅR EJ Uppgift från prov

      För att få en bild av hur stor en laddning på  $1,00$1,00 C är så kan man beräkna kraften mellan två föremål som har just laddningen  $+1,00$+1,00 C, samt är separerade med ett avstånd på  $1,00$1,00 meter.

      Hur stor är den elektriska kraften mellan dessa föremål? 

      Bedömningsanvisningar/Manuell rättning
      Klicka i rutorna och bedöm ditt svar.
      • Rättad
      • +1
      • Rättad
      Dela med lärare
      Rättar...
    • Så hjälper Eddler dig:
      Videor som är lätta att förstå Övningar & prov med förklaringar
      Allt du behöver för att klara av provet
      Så hjälper Eddler dig:
      Videor som är lätta att förstå Övningar & prov med förklaringar
      Allt du behöver för att klara av provet
      Din skolas prenumeration har gått ut!
      Påminn din lärare om att förnya eller fortsätt plugga med Eddler på egen hand.
      Så funkar det för:
      Elever/Studenter Lärare Föräldrar
      Din skolas prenumeration har gått ut!
      Förnya er prenumeration. Kontakta oss på: info@eddler.se
    • 4. Premium

      Redigera uppgift Rapportera fel Ändra till korrekt
      M EXIT NP INGÅR EJ Uppgift från prov

      Beräkna hur stort avståndet ska vara mellan två elektroner för att den repellerande kraften ska vara på  $1,00$1,00 N.

      Bedömningsanvisningar/Manuell rättning
      Klicka i rutorna och bedöm ditt svar.
      • Rättad
      • +1
      • Rättad
      Dela med lärare
      Rättar...
    Så hjälper Eddler dig:
    Videor som är lätta att förstå Övningar & prov med förklaringar
    Allt du behöver för att klara av provet
    Så hjälper Eddler dig:
    Videor som är lätta att förstå Övningar & prov med förklaringar
    Allt du behöver för att klara av provet
    Din skolas prenumeration har gått ut!
    Påminn din lärare om att förnya eller fortsätt plugga med Eddler på egen hand.
    Så funkar det för:
    Elever/Studenter Lärare Föräldrar
    Din skolas prenumeration har gått ut!
    Förnya er prenumeration. Kontakta oss på: info@eddler.se