De Lorentzkracht: een bewegende lading in een magnetisch veld

1 · Voorspel

Een geladen deeltje beweegt door een gebied met een homogeen magnetisch veld. Hangt de magnetische kracht erop af van de snelheid van het deeltje, of alleen van de veldsterkte?

• De kracht hangt alleen af van de veldsterkte, niet van de snelheid.
• De magnetische kracht hangt van geen van beide grootheden op een simpele manier af.
• De kracht hangt af van zowel de veldsterkte als de snelheid van het deeltje — snellere deeltjes voelen een sterkere magnetische kracht.

2 · Opstelling

1. Open de voorinstelling qv-cross-b en druk op Herstel. Het veldgebied heeft een vaste Bz = 0.12 T; de proeflading is q = 3×10⁻¹⁰ C.
2. Zet de aflezing van de krachtgrootheid op de proeflading aan.
3. Stel voor elke meting de snelheidscomponenten van de proeflading in en noteer de krachtgrootheid.

3 · Verzamel gegevens

Zet voor je drie metingen de krachtgrootheid F (y-as) uit tegen de snelheid |v| = √(v_x² + v_y²) (x-as).

4 · Analyseer

1. Reken voor één meting |F| = |q|·|B|·|v| uit met q = 3×10⁻¹⁰ C, B = 0.12 T, |v| = √(v_x² + v_y²). Vergelijk met de tabel.
2. Leg uit waarom de grootte van de magnetische kracht afhangt van de totale snelheid |v| van het deeltje en niet van de richting van zijn snelheid — ook al hangt de richting van de kracht wél af van welke kant hij op beweegt.

5 · Verdiep

1. De magnetische kracht staat altijd loodrecht op de snelheid (F = qv×B), dus hij kan de richting van een deeltje veranderen maar nooit zijn snelheid. Leg uit waarom een magnetisch veld alleen een geladen deeltje nooit kan versnellen of vertragen, maar het alleen kan sturen.
2. Een geladen deeltje dat loodrecht op een homogeen magnetisch veld beweegt volgt een cirkel, omdat de magnetische kracht altijd naar het middelpunt van de cirkel wijst. Leg met F = qvB uit waarom een sneller deeltje in hetzelfde veld een grotere cirkel beschrijft.

De natuurkunde achter dit experiment

← Terug naar experiment

138 gratis printbare labwerkbladen voor natuurkunde