Elektrisk kraft på en proton:Beregning af kraft i et elektrisk felt

Forstå begreberne

* Elektrisk kraft: Den kraft, som en ladet partikel oplever i et elektrisk felt, er givet ved:

F =qE

hvor:

* F er kraften (i Newton)

* q er partiklens ladning (i Coulombs)

* E er den elektriske feltstyrke (i Newtons pr. Coulomb)

* Proton- og elektronladninger: Protoner og elektroner har lige store, men modsatte ladninger.

* Ladningen af en proton er +1,602 x 10^-19 Coulombs.

* Ladningen af en elektron er -1,602 x 10^-19 Coulombs.

Beregning af kraften på en proton

1. Identificer det elektriske felt (E): Du får, at den kraft, som et elektrisk felt oplever, er F N. Vi har dog brug for den elektriske feltstyrke (E). Da vi ikke har ladningen (q) forbundet med den kraft, kan vi ikke direkte beregne E.

2. Tving på en proton: Forudsat at du kender den elektriske feltstyrke (E), kan du beregne kraften på en proton (Fp):

Fp =q_proton * E

Fp =(1,602 x 10^-19 C) * E

Nøglepunkt: Protonens masse (der er 1836 gange massen af en elektron) er *ikke* direkte relevant for den kraft, den oplever i et elektrisk felt. Kraften afhænger kun af ladningen og den elektriske feltstyrke.

Eksempel

Lad os sige, at kraften på en ukendt ladning i det elektriske felt er 10 N. Vi mangler stadig at kende ladningen af den ukendte partikel for at beregne den elektriske feltstyrke (E). Når vi kender E, kan vi så finde kraften på protonen.

Opsummering: Kraften på en proton i det samme elektriske felt vil være:

* Lige stor til den kraft, som en elektron oplever (men i modsat retning).

* Beregnet ved hjælp af formlen F =q_proton * E , hvor E er den elektriske feltstyrke.