Welke kracht werkt op deze lading?

Maticce, 18 jaar
4 augustus 2014

Hallo! Ik ben aan het twijfelen over deze oefening :

Een elektrische stroom loopt naar boven door een rechte stroomvoerende geleider. Evenwijdig aan deze geleider, aan de rechterkant, beweegt een positieve lading naar boven.
Welke kracht werkt op deze lading?

De mogelijke antwoorden zijn :

A) Een kracht in het vlak van het blad naar links gericht.
B) Een kracht in het vlak van het blad naar rechts gericht.
C) Een kracht wijzend naar voor, uit het vlak van het blad.
D) Een kracht wijzend naar achter, in het vlak van het blad.

Eerst dacht ik dat het antwoord gewoonweg A was, aangezien positieve en negatieve ladingen elkaar aantrekken.
Maar, als je het met de rechterhandregel bekijkt, gaan er magnetische veldlijnen door de positieve lading naar beneden, in het blad dus. Dit is dan weer antwoord D... Hoe moet ik dit bekijken? Mag men magnetische veldlijnen beschouwen als een kracht?

Alvast bedankt!

Antwoord

Beste Maticce,

 

Magnetische velden zijn geen krachten en men mag magentische veldlijnen dus zeker niet als krachten beschouwen. Maar wanneer een geladen deeltje door een magnetisch veld beweegt, werkt er wel een kracht op in. Deze 'Lorentzkracht' staat loodrecht op de magnetische veldlijnen én loodrecht op de bewegingsrichting van het geladen deeltje. De richting van de magnetische veldlijnen opgewekt door de stroomdraad is inderdaad loodrecht in het blad gericht. De bewegingsrichting van het deeltje is naar boven. Daaruit volgt dus de richting van de Lorentzkracht: naar links of rechts. Om ook de zin te kennen, pas je de rechterhandregel toe: het geladen deeltje ondervindt een kracht naar links. 

Dat dit antwoord A oplevert, betekent echter niet dat je eerste redenering correct was. De formule die de aantrekking tussen positieve en negatieve ladingen beschrijft (de wet van Coulomb) is enkel geldig voor stilstaande ladingen (of zeer traag bewegende ladingen), niet voor een stroomdraad. Stel dat je bijvoorbeeld dezelfde vraag had gekregen, maar met een deeltje dat in de tegengestelde richting bewoog (naar beneden in plaats van naar boven), dan zou je met die redenering niet het juiste resultaat bekomen hebben.

 

Vriendelijke groeten,

Pieter

 

 

Reacties op dit antwoord

Er zijn nog geen reacties op deze vraag.

Enkel de vraagsteller en de wetenschapper kunnen reageren op een antwoord.

Zoek andere vragen

© 2008-2021
Ik heb een vraag wordt gecoördineerd door het
Koninklijk Belgisch Instituut voor Natuurwetenschappen