Elektriska fält
Hej
Spänningen mellan två parallella horisontella metallplattor är 275 V. Avståndet mellan plattorna är 7,50 cm. Den översta plattan är positiv. En liten laddad kula med massan 0,455 mg svävar fritt i det elektriska fältet mellan plattorna.
a) Bestäm storlek och riktning på det elektriska fältet.
b) Bestäm kulans laddning.
a har jag löst genom att ta E=U/s och riktningen blir nedåt.
b) Här är jag inte säker på hur jag ska tänka. Har sett på andra trådar att man använder F=mg och sedan q=F/E. Men vad är teorin till att man tar F=mg?
Tyngdkraften försöker dra kulan neråt. Det elektriska fältet försöker dra kulan neråt. Eftersom kulan äv i vila, måste de båda krafterna vara...
Men om båda krafterna är riktade nedåt varför går inte kulan nedåt? Om den svävar fritt ska det inte finnas två motriktade krafter?
Varför skulle båda krafterna verka neråt? I så fall skulle inte kulan kunna sväva fritt. Eftersom gravitationen verkar neråt, och kraften verkar uppåt trots att fältet är riktat neråt, måste kulans laddning vara... (positiv/negativ).
Är bara lite förvirrad. Fältet och gravitationen verkar nedåt så alltså måste det vara en lika stor kraft uppåt? Kulans laddning måste vara negativ.
Fältets riktning är samma som kraften på en positiv laddning. Eftersom den elektriska kraften är riktad uppåt - motsatt mot gravitationen, och motsatt mot det elektriska fältet - måste laddningen vara negativ.
Men är inte det elektriska fältet riktat nedåt? Den har väll samma riktning som en positiv testladdning skulle haft?
blnds skrev:Men är inte det elektriska fältet riktat nedåt? Den har väll samma riktning som en positiv testladdning skulle haft?
Jovisst, det är ju det jag säger. Fältet är neråt, kraften är uppåt, alltså måste det vara en negativ laddning.
Okej, men förstår inte hur kraften kan bli uppåt? Är inte gravitationskraften alltid nedåt?
Jo, gravitationen är neråt. Den elektriska kraften är uppåt. De båda kraftoerna är lika stora och motriktade, så nettokraften på den lilla laddade kulan blir 0. Alltså rör sig inte kulan vare sig uppåt eller neråt, utan svävar fritt, som det står i uppgiften.
Aha okej! Så den elektriska kraften är uppåt och gravitationen är nedåt så de tar ut varandra. Men ska jag inte räkna med att fältet påverkar kulan med en kraft?
Det står i uppgiften att kulan svävar fritt, det betyder att den står stilla och att nettokraften på kulan är 0. Alltså måste den elektrostatiska kraften vara lika stor som gravitationen, men riktad åt andra hållet.
