Studiewijzer Fysica 5.2 - Elektrische kracht & Gravitatiekracht PDF

Studiewijzer fysica 5.2 – Elektrostatica Hoofdstuk 2: Elektrische kracht & gravitatiekracht DEEL 2 – Coulomb- & gravitatiekracht Deze studiewijzer is slechts een onderdeel van hoofdstuk 2! DIT MOET JE KENNEN/KUNNEN Je kan de vier kenmerken van de elektrische kracht (= de coulombkracht) bepalen &...

Studiewijzer fysica 5.2 – Elektrostatica Hoofdstuk 2: Elektrische kracht & gravitatiekracht DEEL 2 – Coulomb- & gravitatiekracht Deze studiewijzer is slechts een onderdeel van hoofdstuk 2! DIT MOET JE KENNEN/KUNNEN Je kan de vier kenmerken van de elektrische kracht (= de coulombkracht) bepalen & weergeven. Je kan de elektrische krachtwerking analyseren en kwantificeren in eenvoudige geometrieën (rechte lijn & verschillende driehoeken). Je kan de vier kenmerken van de gravitatiekracht bepalen & weergeven. Je kan de gravitatiekracht analyseren en kwantificeren in eenvoudige geometrieën (rechte lijn). Je kan de elektrische kracht vergelijken met de gravitatiekracht. WAAR MOET JE DIT STUDEREN? PowerPoint H2 Elektrische kracht & gravitatiekracht: gedeeltelijk dia 22 tot einde Handboek GENIE 5 3 Welke eigenschappen heeft de kracht tussen ladingen? (p. 37 – 42): volledig 5 Hoe is de krachtwerking tussen massa’s vergelijkbaar met de krachtwerking tussen ladingen? (p. 47 – 52): volledig  MEERKEUZEOEFENINGEN Meerkeuzeoefening 1: Een satelliet met massa 100 kg bevindt zich op een cirkelvormige baan om de aarde op een hoogte 𝑅 boven het aardoppervlak. Hierbij is 𝑅 gelijk aan de aardstraal. De aantrekkingskracht van de aarde op de satelliet is gelijk aan: A 1000 N. B 500 N. C 250 N. D 0 N. Meerkeuzeoefening 2: Twee identieke metalen bollen A en B dragen respectievelijke ladingen –Q en +2Q. Stel dat de grootte van de coulombkracht die ze op elkaar uitoefenen voor de afstand d tussen hun middelpunten gelijk is aan F. Indien men de afstand halveert, wordt de grootte van deze kracht : 1 F A 4 1 F B 2 C 2F D 4F Meerkeuzeoefening 3: De afstand tussen de middelpunten van twee identieke bollen met een homogene massaverdeling bedraagt 3,0 m. De grootte van de gravitatiekracht tussen deze voorwerpen is 8,0 ∙ 10-11 N. Als de afstand tussen de middelpunten van de bollen vergroot wordt tot 6,0 m, dan is de grootte van de gravitatiekracht tussen deze voorwerpen gelijk aan: A 16 ∙ 10-11 N H2 Elektrische kracht & gravitatiekracht 2 M. Ackou & K. Baeyens  B 6,0 ∙ 10-11 N C 4,0 ∙ 10-11 N D 2,0 ∙ 10-11 N Meerkeuzeoefening 4: Gegeven zijn 4 puntladingen die op de hoekpunten van een vierkant met zijde r liggen. Voor een bepaalde grootte van de ladingen is de grootte van de resulterende kracht 0 N op: Q1 Q2 A Q1 (+) (-) B Q2 C Q3 D Q4 Q3 Q4 E op geen enkele van de ladingen (-) (-) Meerkeuzeoefening 5: Drie ladingen QA, QB en QC met |QA| = |QB| = |QC| bevinden zich op een rechte zoals voorgesteld in de figuur. De grootte van de resulterende elektrische kracht op de ladingen is respectievelijk FA, FB en FC. Welke bewering beschrijft correct de grootte van de resulterende kracht op de ladingen? A FB > FA > FC B FA > FB > FC C FA = FC < FB D FA = FB = FC H2 Elektrische kracht & gravitatiekracht 3 M. Ackou & K. Baeyens  VRAAGSTUKKEN 1 Twee positieve ladingen q1 en q2 zijn 2,00 cm van elkaar verwijderd. Lading q1 is gelijk aan 1,60.10-19 C. De kracht die lading q2 op q1 uitoefent (F21) is gelijk aan 1,15.10-24 N. Bereken de grootte van de lading van q2. 2 Drie ladingen liggen op één lijn. Q1 = −8 ,0 μC, Q2 = 3 ,0 μC en Q3 = − 4,0 μC. Q2 ligt tussen Q1 en Q3 op een respectievelijke afstand van 0,30 m en 0,20 m. Bereken de resulterende kracht op lading 3. 3 Drie geladen deeltjes zijn gepositioneerd langs een rechte lijn zoals weergegeven in het onderstaande diagram. De lading op Q1 = −9,11 nC, op Q2 = −9,13 nC en op Q3 = −4,24 nC. Bereken de grootte van de resulterende elektrostatische kracht op Q2. 4 Galileo is het civiele wereldwijde satellietnavigatiesysteem (GNSS) van de Europese Unie (EU) in samenwerking met de Europese Ruimtevaartorganisatie (ESA). Het systeem zal uiteindelijk bestaan uit 30 satellieten. Deze satellieten zullen in drie middelhoge cirkelvormige banen worden gebracht op een hoogte van 23 222 kilometer. Elke satelliet heeft een massa van 700 kg. Bereken de gravitatiekracht tussen de aarde (ra = 6 371 km, ma = 5,97 · 1024 kg) en één satelliet van het Galileo-project. 5 Een proton nadert een onbekende kern. Als het proton zich op 20,0 pm van de onbekende kern bevindt, wordt het afgestoten met een kracht van 53,0 µN. Bereken het atoomnummer & de naam van de onbekende kern. H2 Elektrische kracht & gravitatiekracht 4 M. Ackou & K. Baeyens  6 Drie puntmassa’s van 4,0 kg liggen op een as (zie figuur). Bereken de grootte van de resulterende kracht op massa 1. 7 Drie puntladingen van respectievelijk 2,0 μC ; 3,0 μC en 4,0 μC bevinden zich op de hoekpunten van een gelijkzijdige driehoek met zijden van 8,00 cm. Teken en bereken de resulterende kracht op de lading van 4,00 μC. H2 Elektrische kracht & gravitatiekracht 5 M. Ackou & K. Baeyens  ANTWOORDEN MEERKEUZEVRAGEN 1C 2D 3D 4D 5A ANTWOORDEN MEERKEUZEVRAGEN 1 𝟑, 𝟐𝟎. 𝟏𝟎−𝟏𝟗 𝐂 2 1,5 N 3 𝟔, 𝟒𝟒. 𝟏𝟎−𝟒 𝐍 4 318 N 5 92 -> Uraniumkern 6 𝟏, 𝟏. 𝟏𝟎−𝟓 𝐍 7 24 N H2 Elektrische kracht & gravitatiekracht 6 M. Ackou & K. Baeyens