Dit zijn de theorievragen te vinden achteraan elk hoofdstuk in boek Giancoli natuurkunde 2. In dit document zijn de theorievraagjes getypt (opgaves) + antwoorden in het Nederlands/ Engels. H21-H29 en H31.
FYSICA VRAGEN BIJ HOOFDSTUKKEN - THEORIE
H21: Elektrische ladingen en elektrische velden
1. Hoe kan je bepalen of een kam positief of negatief geladen is wanneer je die opwrijft met een zijden
sjaal?
=> Principe: gebruiken van een eerder geladen elektroscoop om het teken van de lading van een geladen
voorwerp te bepalen (p.645)
=> wrijf een glazen (conventie: positief) staaf op met zijde en gebruik het om een elektroscoop (apparaat dat
gebruikt wordt om ladingen te detecteren. De elektroscoop zal een netto positieve lading krijgen (door
geleiding, bij contact).
=> wanneer je dan de kam dicht bij de elektroscoop brengt (inductie, geen contact): indien blaadjes verder
uit elkaar bewegen (meer repulsie) dan is de kam negatief en hetzelfde als de lading van de elektroscoop,
indien de blaadjes dichter bij elkaar gaan (minder repulsie, dus minder van dezelfde lading) dan zal de kam
negatief geladen zijn (tegengestelde van de lading op de elektroscoop)
2. Waarom kleeft een shirt of bloes die je uit de wasdroger haalt soms aan je lichaam?
=> door het ronddraaien in de droogkast kan het kledingstuk opgeladen worden (en door wrijving tegen
andere kleren en de droogkast)
=> wanneer je dit geladen kledingstuk aantrekt zorgt het voor een scheiding van lading met de moleculen op
je huid (neutraal) wat zorgt voor attractie tussen de huid en het kledingstuk
3. Leg uit waarom mist- of regendruppels vaak gevormd worden rondom ionen of elektronen in de lucht?
=> omdat water een polaire molecule is (dipool) met een negatieve en positieve regio (netto is neutraal wel
in een watermolecule). De ladingsregio’s zullen aangetrokken zijn tot ionen of elektronen in de lucht (zowel
positief als negatief)
4. Een positief geladen staaf wordt in de buurt van een neutraal stuk papier gehouden, dat aangetrokken
wordt. Waarom wordt het aangetrokken?
De negatieve geladen elektronen in het papier zijn
aangetrokken tot de positieve ladingen van de geladen Neutraal
staaf en positioneren zich hier het dichtste naartoe (nog
steeds in de molecule). De aantrekking gebeurd omdat
de negatieve ladingen in het papier dichter zijn bij de
positieve ladingen in de staaf en attractie tussen
tegengestelde ladingen is groter dan de repulsie tussen
gelijksoortige ladingen (aantrekking en afstoting zijn
afstandsafhankelijke krachten).
5. Waarom kan een plastic lat die opgewreven is met een doek kleine snippers papier optillen? Waarom is het
lastig om dat te doen op een vochtige dag?
=> conventie: plastic: -
=> opgewreven wilt zeggen geladen
=> wanneer het dicht bij kleine snippers wordt gehouden zorgt het voor een ladingsverdeling/scheiding in het
papier, zodat het papier (neutraal) aangetrokken wordt door de staaf (zelfde principe als hierboven: doordat +
ladingen zich dichter positioneren bij de negatieve staaf)
=> op vochtige dagen worden polaire water moleculen aangetrokken tot de lat en de ladingsscheiding bij het
papier, zorgt voor het neutraliseren van de ladingen en tegengaan van attractie/“eliminatie van attractie”
6. Beschrijf de verschillen tussen de nettolading op een geleider en de ‘vrije’ ladingen in een geleider.
=> netto lading op een geleider is het verschil tussen de totale positieve lading en totale negatieve lading in
de geleider
=> de vrije ladingen in een geleider zijn de elektronen dat ongeveer vrij kunnen bewegen in het materiaal
omdat ze los/zwak gebonden zijn aan de atomen in het materiaal
=> de vrije elektronen worden soms ook geleidende elektronen genoemd
=> geleider kan een nettolading van 0 hebben maar nogsteeds ‘vrije ladingen’ hebben
,8. Waneer een elektroscoop geladen wordt, stoten de 2 strips elkaar af en blijven staan onder een hoek. Wat
houdt de elektrische afstotingskracht in evenwicht, zodat de strips niet verder uit elkaar bewegen?
=> de strips zijn vanboven geconnecteerd
=> de horizontale component van de spanningskracht tussen de 2 houdt de elektrische afstotingskracht in
evenwicht
=> SN: vertikale component van de spanningskracht balanceert het gewicht van de strips
9. De vorm van de wet van Coulumb lijkt erg op die van de wet van de universele zwaartekracht van Newton.
Wat zijn de verschillen tussen deze 2 wetten?
=> gravitatiewet kan enkel aantrekking zijn, elektrostatische kracht kan zowel aantrekkend als afstotend zijn
=> elektrostatische krachtconstante is groter dan G
=> zowel elektrische lading en de gravitationele massa zijn eigenschappen van het materiaal
=> gravitationele massa heeft enkel 1 vorm, lading kan positief of negatief zijn
11. Is de elektrische kracht een conservatieve kracht? Waarom of waarom niet?
=> Ja, is een conservatieve kracht
=> energie wordt behouden wanneer een deeltje beweegt onder invloed van een elektrische kracht
=> arbeid verricht door de elektrische kracht voor het bewegen van een voorwerp tussen 2 punten in de
ruimte is onafhankelijk van het gevolgde pad
13. Wanneer een geladen lat papiersnippers aantrekt gebeurt het soms dat een snippert wegspringt nadat
deze in contact gekomen is met de lat. Hoe kan dit?
=> Wanneer een geladen lat kleine stukjes papier aantrekt zorgt de lading van de lat voor een scheiding van
de ladingen in het papier (bv lat: - dan zorgt het ervoor dat de elektronen in het papier zich het verst begeven
van de lat zodat het dichtste bij de lat + is).
=> als het papier de lat aanraakt, worden elektronen overgezet van de lat naar het papier wat zorgt voor een
neutralisatie van die positieve lading (regio), dit zorgt er dan voor dat de papier een netto negatieve lading
krijgt zodat het afgestoten wordt door de negatieve lat
14. Leg uit waarom de testladingen die we gebruiken voor het meten van een elektrisch veld klein moeten
zijn.
=> ze zijn klein omdat we hun bijdrage aan het elektrisch veld dan kunnen verwaarlozen
=> grote testladingen zouden het elektrisch veld dat bekeken wordt veranderen
15. Bij het bepalen van een sterkte van een elektrisch veld moeten we een positieve testlading gebruiken. Zou
een negatieve testlading echter ook kunnen?
=> het is het beste, maar niet noodzakelijk om een positieve testlading te gebruiken
=> een negatieve testlading zou kunnen gebruikt worden om de grootte van het elektrisch veld te bepalen
=> de richting van de elektrostatische kracht op een negatieve testlading zal tegengesteld zijn aan de richting
van het elektrisch veld (elektrisch veld gaat naar een negatieve lading toe)
=> elektrostatische kracht op een positieve lading is in dezelfde richting als de richtig van het veld (van de
positieve lading weg) dus om verwarring te vermijden is dus beter een positieve testlading te gebruiken
17. Veronderstel dat 2 tegengestelde ladingen 12 cm van elkaar verwijderd zijn (links positief, rechts
negatief) . Beschouw de grootte van het elektrisch veld 2,5 cm verwijderd van de positieve lading. Aan welke
kant van deze lading (boven, onder, links of rechts-) is het elektrisch veld het sterkte en waar het zwakste?
=> elektrisch veld zal het sterkste zijn rechts van de positieve lading (tussen de 2 ladingen in) en het zwakste
links van de positieve lading
=> rechts van de positieve lading zijn de bijdragen van de 2 ladingen in dezelfde richting en tellen op
=> links van de positieve lading zijn de bijdragen van de 2 ladingen aan het veld in tegengestelde richting en
“substract”
19. Waarom kunnen elektrische veldlijnen elkaar nooit snijden?
=> omdat ze een richting van de elektrostatische kracht op een positieve testlading weergeven
=> indien ze snijden dan zou de kracht op een testlading op een bepaalde locatie in meer dan 1 richting
werken en dit is niet mogelijk
, 20. 3 regels voor veldlijnen waaruit kan afgeleid worden dat ze een symmetrisch patroon moeten vormen om
de lading
=> veldlijnen moeten recht/radiaal naar of van de muntlading gericht zijn + de ruimte tussen de veldlijnen
geeft de sterkte van het veld aan
=> grootte van het veld als gevolg van de muntlading hangt enkel af van de afstand tot de puntlading dus
veldlijnen moet symmetrisch worden verdeeld
21. Veronderstel 2 puntladingen Q en 2Q op afstand l van elkaar verwijderd (links Q rechts 2Q). Is er een
punt op de rechte verbindingslijn tussen de twee ladingen waar E = 0 wanneer hun tekens (a) tegengesteld
zijn en (b) gelijk zijn? Zo ja, geef aan waar dit ligt
=> (a): indien je tegengestelde tekens hebt zal het punt waar E=0 is niet tussen de 2 ladingen in liggen maar
links van Q. In die regio zal het elektrische veld van de 2 ladingen in verschillende richtingen wijzen en zal
het punt = 0 zich dichter bevinden bij de kleinere lang
=> (b) bij gelijke ladingen zal het punt waar E=0 in het midden liggen, maar hier dichter naar Q toe (dichter
bij de kleinere lading), in die regio zal het elektrische veld van de 2 ladingen in tegengestelde ladingen
wijzen
22. Wat als in fig 21.28 (voorbeeld geladen ring) de ring een gelijkmatig verdeelde negatieve lading Q heeft
(ipv +). Wat is de grootte en de richting van E (vector) ter plaats van punt P?
=> elektrisch veld zou nu in de richting wijzen van de negatieve x richting (ipv positieve x richting) want
gaat naar negatieve lading toe
=> grootte blijft hetzelfde
23. Veronderstel dat een kleine positieve testlading op een elektrische veldlijn in een bepaald punt P in
fig21.34a komt (perfect gebalanceerde dipool, links + rechts -). Komt de richting van de snelheid en/of
versnelling van de testlading overeen met die van de lijn?
=> de snelheid van de testlading zal afhangen van zijn startsnelheid
=> de veldlijn geeft de richting van de verandering in snelheid (=versnellen) en niet de richting van de
snelheid
=> de versnelling van de testlading zal langs de elektrische veldlijn liggen
24. We willen de sterkte van een elektrisch veld bepalen in een punt in de buurt van een positief geladen
metalen bol (een goede geleider). We doen dat door een kleine testlading q0 naar dit punt te brengen en de
kracht F0 erop te meten. Zal F0/q0 groter, kleiner of gelijk zijn aan het elektrisch veld E zoals dat in dat punt
was voordat de testlading daar gebracht werd?
=> de gemeten waarde zal een beetje kleiner zijn dan de waarde van het elektrisch veld op dat punt voordat
we er een testlading zetten
=> de testlading zal ladingen op de oppervlakte van de geleider afstoten en deze ladingen zullen langs het
oppervlakte van de geleider bewegen om hun afstand tot de testlading te verhogen
=> ze zullen dus op grotere afstanden zijn van het punt dat getest wordt en zullen dus een beetje minder
bijdragen aan het elektrisch veld
26. Beschrijf de beweging van een dipool in fig 21.44 als deze vanuit rust losgelaten wordt vanuit de
weergeven positie?
=> In het begin zal de dipool in wijzers ronddraaien
=> wanneer het de evenwichtspositie voorbijkomt zal de dipool blijven oscilleren (voor-achter) inden geen
dempende kracht aanwezig is
=> indien er wel dempende krachten aanwezig zijn zal de amplitude verminderen met elke trilling tot dat de
dipool tot rust komt en uitgelijnd ligt met het veld
27. Leg uit waarom er een resulterende kracht kan werken op een elektrische dipool in een niet-homogeen
elektrisch veld?
=> indien een elektrische dipool in een niet uniform elektrisch veld wordt geplaatst zullen de ladingen van de
dipool krachten ervaren van verschillende groottes, en waarvan de richting niet exact tegengesteld zijn:
samentellen van deze krachten zal zorgen voor een netto kracht op de dipool
BIS: VRAGEN UIT UFORATEST H21
- Als een elektroscoop door inductie wordt opgeladen, dan zullen de strips ervan uit elkaar gaan door de
interactie van de ladingen.
Voordelen van het kopen van samenvattingen bij Stuvia op een rij:
√ Verzekerd van kwaliteit door reviews
Stuvia-klanten hebben meer dan 700.000 samenvattingen beoordeeld. Zo weet je zeker dat je de beste documenten koopt!
Snel en makkelijk kopen
Je betaalt supersnel en eenmalig met iDeal, Bancontact of creditcard voor de samenvatting. Zonder lidmaatschap.
Focus op de essentie
Samenvattingen worden geschreven voor en door anderen. Daarom zijn de samenvattingen altijd betrouwbaar en actueel. Zo kom je snel tot de kern!
Veelgestelde vragen
Wat krijg ik als ik dit document koop?
Je krijgt een PDF, die direct beschikbaar is na je aankoop. Het gekochte document is altijd, overal en oneindig toegankelijk via je profiel.
Tevredenheidsgarantie: hoe werkt dat?
Onze tevredenheidsgarantie zorgt ervoor dat je altijd een studiedocument vindt dat goed bij je past. Je vult een formulier in en onze klantenservice regelt de rest.
Van wie koop ik deze samenvatting?
Stuvia is een marktplaats, je koop dit document dus niet van ons, maar van verkoper hannahmeuleman. Stuvia faciliteert de betaling aan de verkoper.
Zit ik meteen vast aan een abonnement?
Nee, je koopt alleen deze samenvatting voor €3,49. Je zit daarna nergens aan vast.
