Exempel i videon
Exempel 1
Beräkna hur stor den elektriska kraften är som uppstår mellan två laddningar på $+4,0\cdot10^{-4}$+4,0·10−4 C respektive $+6,0\cdot10^{-5}$+6,0·10−5 C.
Avståndet mellan laddningarna är $2,0$2,0 meter.
Lösning
För att lösa denna uppgiften så ska vi använda Coulombs lag.
$F=k_e\cdot\frac{q_1\cdot q_2}{r^2}$F=ke·q1·q2r2 ,
där vi sätter in våra värden.
Detta ger oss:
$F=8,99\cdot10^9\cdot\frac{\left(4,0\cdot10^{-4}\right)\cdot\left(6,0\cdot10^{-5}\right)}{2,0^2}$F=8,99·109·(4,0·10−4)·(6,0·10−5)2,02 $=53,94$=53,94 N.
Kraften är också repellerande eftersom laddningarna är av samma tecken.
Exempel 2
I en väteatom är attraktionskraften mellan protonen i mitten och elektronen i sin orbital totalt $8,22\cdot10^{-8}$8,22·10−8 N.
Beräkna avståndet mellan protonen och elektronen.
Lösning
Återigen så använder vi Coulombs lag,
$F=k_e\cdot\frac{q_1\cdot q_2}{r^2}$F=ke·q1·q2r2 .
Denna gången så är avståndet okänt men kraften känd.
Vi kan bryta ut avståndet ur formeln vilket ger:
$r=\sqrt{\frac{k_e\cdot q_1\cdot q_2}{F}}$r=√ke·q1·q2F .
Sätter vi in värdena från uppgiftstexten samt elementarladdningen på protonen och elektronen så får vi nu:
$r=5,30\cdot10^{-11}$r=5,30·10−11 m.
Coulombs lag
Den elektriska kraften är en avståndskraft som verkar mellan föremål med elektrisk laddning.
Storleken på kraften kan beräknas m.h.a. Coulombs lag.
$F=k_e\cdot\frac{q_1\cdot q_2}{r^2}$F=ke·q1·q2r2
Där $k_e$ke är Coulombs konstant som har värdet $8,99\cdot10^9$8,99·109 $\text{N}\cdot\text{m}^2\text{/C}^2$N·m2/C2 .
Kommentarer
██████████████████████████
████████████████████████████████████████████████████
e-uppgifter (4)
-
1. Premium
En avståndskraft är en kraft som:
Bedömningsanvisningar/Manuell rättningRätta själv Klicka i rutorna och bedöm ditt svar.-
-
Rättad
-
+1
-
Rättad
Rättar... -
2. Premium
Två elektriska laddningar attraherar varandra med en viss kraft.
Hur förändras kraften om avståndet dubbleras?
Bedömningsanvisningar/Manuell rättningRätta själv Klicka i rutorna och bedöm ditt svar.-
-
Rättad
-
+1
-
Rättad
Rättar... -
3. Premium
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 rättningRätta själv Klicka i rutorna och bedöm ditt svar.-
-
Rättad
-
+1
-
Rättad
Rättar... -
4. Premium
Beräkna hur stort avståndet ska vara mellan två elektroner för att den repellerande kraften ska vara på $1,00$1,00 N.
Bedömningsanvisningar/Manuell rättningRätta själv Klicka i rutorna och bedöm ditt svar.-
-
Rättad
-
+1
-
Rättad
Rättar...
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.