Energie in het elektrisch veld

2

Energie in het elektrisch veld

Voor een beter begrip beginnen we met een zwaartekrachtveld

veldlijnen

veldsterkte

Hoe reken je de snelheid uit van deeltjes in een elektrisch veld?

Zwaartekracht Fz

De zwaartekracht verricht arbeid

s is de afgelegde weg, dus gelijk aan

de hoogte h

treft de grond met snelheid v

Energie in het elektrisch veld

Waar blijft die arbeid?

g m F

 

N 736 81

, 9

Z

 75    F

s F W 



J 6587 95

, 8

736  

 W

h

F

W 



4

De man bezit potentiële energie

Energie in het elektrisch veld

Er zijn veel soorten energie

Energie gaat niet verloren, maar kan wel

omgezet worden door krachten

De man bezit potentiële energie

De potentiële energie wordt door de

zwaartekracht omgezet in bewegingsenergie

(kinetische energie)

Energie in het elektrisch veld

dit getal hadden we al

Arbeid van de zwaartekracht

h g m

E

  

N 6587 95

, 8 81 , 9

POT

 75   

E

J

KIN

 6587 E

POT

E

 E

6

reken v uit Nu kunnen we de snelheid uitrekenen

De bewegingsenergie hangt af van de massa

en de snelheid

Energie in het elektrisch veld

Potentiele energie

Kinetische energie Arbeid

J

KIN

 6587 E

2 2

KIN 1

mv E 

2 2

KIN 1

mv E 

m v E

m v E

E mv

mv E

mv E

KIN 2 KIN

KIN 2

2 KIN

2 21

KIN

2 2

2 2











s 3 m , 75 13

6587

2  

 v

h 48 km 6

, 3 3 ,

13  



v

Energie in het elektrisch veld

veldlijnen

lading Q

elektrische kracht

Gegeven U = 250 V d = 5 cm

Gegeven Q = 2 mC

Veldsterkte

E Q F

 

d E  U

m 5000 V 05

,

0 250 

 E

N 10 5000

10

2 

 



F

8

Energie in het elektrisch veld

elektrische kracht

De elektrische kracht verricht arbeid

treft de plaat met snelheid v

Hoe groot is de snelheid v?

s F W 



d F W 



J 5 , 0 05

, 0

10  



W

Energie in het elektrisch veld

De lading bezit potentiële elektrische energie

De potentiële elektrische energie wordt omgezet in kinetische energie

dit getal hadden we al

Arbeid van de elektrische kracht

vergelijk

Gegeven m = 1 g

E

   Q E d

3

POT

2 10 5000 0, 05 0,5 J E  

  

POT

E

 E

KIN

0,5 J E 

h g m

E

  

2E

v  m

3

2 0,5 m

31, 6

1 10 s

v  





Energie in het elektrisch veld

We zetten een proton in het veld

Gegeven proton Q = 1,6.10

C m = 1,67.10

kg Gegeven

U = 500.000.000 V d = 1 cm

Bereken de snelheid die het proton krijgt Dit kan niet, dat is

sneller dan de lichtsnelheid!

E

   Q E d

POT

E

 E 2E

v  m

s 529 km .

2

309



 m

v E

Sneller dan het licht?

Einstein vindt dat niet goed!