WS - § 1 - De elektrische kracht

§ 1 - De elektrische kracht

Leerdoelen:

-Je begrijpt wat elektrisch veld(sterkte) inhoudt en kent de vorm van het veld bij losse ladingen

en tussen twee condensatorplaten

-Je weet hoe je de elektrische kracht kunt uitrekenen tussen twee ladingen en van een lading in

een elektrische veld

-Je kunt een resulterende kracht bepalen van 2 afzonderlijke elektrische krachten.

-Je weet welk verband er geldt bij een elektron in een baan rond een proton in waterstof

-Je begrijpt wat elektrische energie inhoudt en hoe deze verband houdt met kinetische energie

1 / 22

Slide 1: Tekstslide

NatuurkundeMiddelbare schoolvwoLeerjaar 5

In deze les zitten 22 slides, met interactieve quizzen en tekstslides.

Lesduur is: 45 min

Onderdelen in deze les

§ 1 - De elektrische kracht

Leerdoelen:

-Je begrijpt wat elektrisch veld(sterkte) inhoudt en kent de vorm van het veld bij losse ladingen

en tussen twee condensatorplaten

-Je weet hoe je de elektrische kracht kunt uitrekenen tussen twee ladingen en van een lading in

een elektrische veld

-Je kunt een resulterende kracht bepalen van 2 afzonderlijke elektrische krachten.

-Je weet welk verband er geldt bij een elektron in een baan rond een proton in waterstof

-Je begrijpt wat elektrische energie inhoudt en hoe deze verband houdt met kinetische energie

Slide 1 - Tekstslide

Vóór deze les heb ik ...

... de LessonUp les al bestudeerd

... de LessonUp les gezien, niet geopend

... besloten dat Fortnite belangrijker was

... zitten bingewatchen met Netflix

Slide 2 - Quizvraag

Twee positieve ladingen...

... trekken elkaar aan

... stoten elkaar af

Slide 3 - Quizvraag

Op welke natuurkundige wet is de formule hieronder van toepassing?

F = \frac{​ f \cdot q ^{​ 1 ​ ​} \cdot q ^{​ 2 ​ ​} ​ ​}{​ r ^{​ 2 ​ ​} ​}

Wet van Newton

Wet van Coulomb

Wet van Volta

Wet van Ohm

Slide 4 - Quizvraag

Met condensatorplaten kun je...

... water opslaan

... warmte opslaan

... energie opslaan

... elektrolyse toepassen

Slide 5 - Quizvraag

Ladingen

Elk voorwerp met een positieve of negatieve lading heeft een elektrisch veld E, waarvan de richting afhankelijk is van de soort lading

Slide 6 - Tekstslide

Ladingen

Breng je ladingen dichtbij elkaar, zullen de vormen van de velden ook veranderen

Aantrekking

Slide 7 - Tekstslide

Ladingen

Breng je ladingen dichtbij elkaar, zullen de vormen van de velden ook veranderen

Aantrekking Afstoting

Slide 8 - Tekstslide

Ladingen

Breng je ladingen dichtbij elkaar, zullen de vormen van de velden ook veranderen

Aantrekking Afstoting ????

Slide 9 - Tekstslide

Ladingen

Breng je ladingen dichtbij elkaar, zullen de vormen van de velden ook veranderen

Aantrekking Afstoting + veld > - veld

Slide 10 - Tekstslide

Elektrische kracht

De elektrische kracht als gevolg van de elektrische veldsterkte van een lading is te berekenen met de formule:

waarin:

= elektrische kracht in N

= lading in C

= elektrische veldsterkte in N/C

F^{​ e l e k ​ ​} = q \cdot E

F^{​ e l e k ​ ​}

q

E

F^{​ e l e k ​ ​}

E

q

Slide 11 - Tekstslide

Elektrische kracht

Een andere formule voor de elektrische kracht als gevolg van het twee ladingen en is te berekenen met Wet van Coulomb:

waarin:

= elektrische kracht in N

= lading 1 of 2 in C

= constante van Coulomb in 8,99 · 10⁹ Nm²/C² (Binas tabel 7)

= afstand tussen ladingen in m

F^{​ e l e k ​ ​} = \frac{​ f \cdot q ^{​ 1 ​ ​} \cdot q ^{​ 2 ​ ​} ​ ​}{​ r ^{​ 2 ​ ​} ​}

F^{​ e l e k ​ ​}

q^{​ 1, 2 ​ ​}

f

F^{​ e l e k ​ ​}

q^{​ 1 ​ ​}

q^{​ 2 ​ ​}

r

Slide 12 - Tekstslide

Krachten tussen ladingen

F^{​ e l e k ​ ​} = \frac{​ f \cdot q ^{​ 1 ​ ​} \cdot q ^{​ 2 ​ ​} ​ ​}{​ r ^{​ 2 ​ ​} ​}

Construeer de resultante

kracht op de lading +q

Slide 13 - Tekstslide

Essential opgave 3 van WS:

Hieronder zien we wederom twee geladen bollen. De linker bol heeft twee keer zoveel lading als de rechter. Vind met een contructietekening de richting van het veld op punt a.

Slide 14 - Tekstslide

Uitwerking opgave 3 van WS

Slide 15 - Open vraag

Baan elektron om proton

Neem aan dat de baan van een elektron om de kern van een waterstofatoom (positief geladen proton) cirkelvorming is met een radius van 0,0529 nm. Hoe snel moet het elektron bewegen om in een baan om het proton te blijven bewegen zonder door het proton aangetrokken te worden?

Slide 16 - Tekstslide

Baan elektron om proton

F^{​ m p z ​ ​} = F^{​ e l e k ​ ​}

Slide 17 - Tekstslide

Baan elektron om proton

F^{​ m p z ​ ​} = F^{​ e l e k ​ ​}

\frac{​ m \cdot v ^{​ 2 ​ ​} ​ ​}{​ r ​} = \frac{​ f \cdot q ^{​ 1 ​ ​} \cdot q ^{​ 2 ​ ​} ​ ​}{​ r ^{​ 2 ​ ​} ​}

m \cdot v^{​ 2 ​ ​} = \frac{​ f \cdot q ^{​ 1 ​ ​} \cdot q ^{​ 2 ​ ​} ​ ​}{​ r ​}

v = \sqrt ​ \frac{​ 8 , 9 9 \cdot 1 0 ^{​ 9 ​ ​} \cdot ( 1 , 6 \cdot 1 0 ^{​ - 19 ​ ​} ) ^{​ 2 ​ ​} ​ ​}{​ 9 , 1 \cdot 1 0 ^{​ - 31 ​ ​} \cdot 0 , 0 5 2 9 \cdot 1 0 ^{​ - 9 ​ ​} ​} ​ ​ ​ = 2, 2 \cdot 1 0^{​ 6 ​ ​}

v = \sqrt ​ \frac{​ f \cdot q ^{​ 1 ​ ​} \cdot q ^{​ 2 ​ ​} ​ ​}{​ m \cdot r ​} ​ ​ ​

m/s

Slide 18 - Tekstslide

Beweging

Een deeltje met lading kan ook bewegen doordat
elektrische energie wordt omgezet in kinetische energie.

Dit kan gebeuren tussen twee condensatorplaten.
Dit zijn metalen platen die op een afstand van elkaar
staan en worden geladen door een batterij. Hierdoor
ontstaat er een negatief geladen plaat aan de ene kant,
en een positief geladen plaat aan de andere kant.

Slide 19 - Tekstslide

Elektrische energie

De formule voor het berekenen van de elektrische energie als gevolg van de spanning is te berekenen de formule:

waarin:

= elektrische energie in J

= lading in C

= spanning in V

E^{​ e l e k ​ ​} = q \cdot U

E^{​ e l e k ​ ​}

q

U

E^{​ e l e k ​ ​}

U

Slide 20 - Tekstslide

Beweging

Stel dat een negatief geladen deeltje bij de negatief
geladen plaat gehouden wordt. Het zal afgestoten
worden door de negatieve plaat en naar de
positief geladen plaat bewegen.

Daarvoor zal elektrische energie, , worden
omgezet in kinetische energie . Wat is dan
de snelheid van het deeltje bij een spanning van 12 V?

E^{​ e l e k ​ ​}

E^{​ k i n ​ ​}

Slide 21 - Tekstslide

Beweging

E^{​ e l e k ​ ​}

E^{​ k i n ​ ​}

E^{​ e l e k ​ ​} = E^{​ k i n ​ ​}

q \cdot U = \frac{​ 1 ​ ​}{​ 2 ​} \cdot m \cdot v^{​ 2 ​ ​}

v = \sqrt ​ \frac{​ 2 \cdot q \cdot U ​ ​}{​ m ​} ​ ​ ​

v = \sqrt ​ \frac{​ 2 \cdot 1 , 6 \cdot 1 0 ^{​ - 19 ​ ​} \cdot 1 2 ​ ​}{​ 9 , 1 \cdot 1 0 ^{​ - 31 ​ ​} ​} ​ ​ ​ = 2, 1 \cdot 1 0^{​ 6 ​ ​}

m/s

Slide 22 - Tekstslide

WS - § 1 - De elektrische kracht

Onderdelen in deze les

Slide 1 - Tekstslide

Slide 2 - Quizvraag

Slide 3 - Quizvraag

Slide 4 - Quizvraag

Slide 5 - Quizvraag

Slide 6 - Tekstslide

Slide 7 - Tekstslide

Slide 8 - Tekstslide

Slide 9 - Tekstslide

Slide 10 - Tekstslide

Slide 11 - Tekstslide

Slide 12 - Tekstslide

Slide 13 - Tekstslide

Slide 14 - Tekstslide

Slide 15 - Open vraag

Slide 16 - Tekstslide

Slide 17 - Tekstslide

Slide 18 - Tekstslide

Slide 19 - Tekstslide

Slide 20 - Tekstslide

Slide 21 - Tekstslide

Slide 22 - Tekstslide

Meer lessen zoals deze

Elektromagnetisme - Elektrische kracht

Elektromagnetisme - Elektrische kracht

Week 3: Deeltjes afbuigen 22/23 (45min)

Bespreking PW elektrsiche velden

DT-Mag1-ElektrischeKracht

H3 - 3.1 Electriciteit

H3 Elektriciteit - Elektriciteit en lading

Magnetisme 1 - Elektrische Kracht *