...
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.

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

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