Magneten

Leah stelde deze vraag op 23 mei 2018 om 10:06.
Hallo allemaal!

ik ben bezig met een natuurkunde examen,
en ik heb een vraag over opdracht 14 en 15 ervan

Het is het natk vwo 2005-II examen

Bij 14 wordt er gevraagd om de richting vanher resulterende magneetveld te tekenen in 2 punten (zie bijlage).
ik heb de uitwerkingen bekeken omdat ik de vraag niet begreep en ik snap het eigenlijk nog steeds niet. 
Hoe weet ik dat B horizontaal naar rechts getekend moet worden in R, of dat B een component naar links heeft in S?

Bij 15 snap ik niet dat Fm getekend moet worden evengroot als Fz...

ik hoop dat iemand me hierbij kan helpen

groetjes!

Reacties

Theo de Klerk op 23 mei 2018 om 10:40

Teken eerst eens hoe veldlijnen zouden lopen voor 1 magneet (van noordpool naar zuidpool).  Nu is er een 2e magneet die precies hetzelfde doet, alleen zijn de veldlijnen omgekeerd in richting.

Er kan slechts 1 kracht in elk punt zijn, de resultante van wat elk van de magneten afzonderlijk zou uitoefenen. Vandaar dat die kracht de vectoriele resultante is van elk van de krachten.  Dat is voor veldlijnen ook zo. Er zijn niet twee magneetvelden die "door elkaar" lopen: de B-veldwaarde en richting worden vectorieel bepaald.

De onderste magneet geeft een veld spiegelbeeldig aan wat de bovenste magneet geeft: de een geeft een veld met component naar onder, de ander naar boven. Bij gelijke sterkte dus samen nul. Ze geven ook beide een component naar rechts. Die telt op: netto een veld (en kracht) naar rechts.

Bovenin bij S zal het veld door de bovenste magneet worden veroorzaakt. Dat loopt van N naar Z en zal hier dus richting zuidpool van de magneet gaan.
De andere magneet geeft ook een veld en als het in S ook actief is, dan moet je beide velden vectorieel optellen in S. De sterkte van het veld van de bovenste magneet is veel sterker (dichterbij de eigen magneet) dan dat van de onderliggende magneet. De resultante zal dus iets afwijken van de bovenste magneet alleen, maar niet veel.

(wikimedia

Jan van de Velde op 23 mei 2018 om 10:52

Leah plaatste:

Bij 14 wordt er gevraagd om de richting van het resulterende magneetveld te tekenen in 2 punten (zie bijlage).

Hoe weet ik dat B horizontaal naar rechts getekend moet worden in R, of dat B een component naar links heeft in S?


Kwestie van weten hoe een magneetveld rondom één magneet eruitziet:




En daarna beseffen dat tussen die twee magneetvelden van die twee gelijke polen bovenop elkaar die veldlijnen èrgens heen moeten.  De bovenste magneet wordt door de zwaartekracht naar beneden getrokken, en zo worden beide magneetvelden tussen die magneten dus als een soort luchtkussens samengedrukt:



groet, Jan

Leah op 23 mei 2018 om 11:22
WoW heel erg bedankt allebei! Ik begrijp 14 nu helemaal

maar vraag 15...
er is een Fz naar beneden gericht, waarom is er een Fm die even groot is ook naar beneden gericht? 
Theo de Klerk op 23 mei 2018 om 11:31
De zwaartekracht zal de bovenste magneet willen laten vallen. De magnetische kracht van de eronderliggende magneet voorkomt dit. De beide magneten bewegen niet, dus voor de zwevende magneet geldt  zwaartekracht naar beneden = magnetische kracht omhoog.  Even groot. Tegengesteld.
Fm van het magneetveld van de onderste magneet is naar boven gericht. 
Fm van de zwevende magneet is naar onderen gericht. De tafel waarop de onderste magneet ligt heeft dus een tegenkracht te leveren gelijk aan gewicht van de liggende magneet plus de Fm van de zwevende magneet. Die op die plek gelijk is aan het gewicht (Fz) van de zwevende magneet.
En zo klopt alles toch weer. Als het gewone stukken ijzer waren geweest was het totale gewicht dat van beide stukken ijzer geweest. Nu is het het gewicht van de liggende magneet plus de magnetische kracht van de bovenste magneet (die op die plek gelijk is aan het gewicht ervan) - ook samen het gewicht van beide magneten.
Theo de Klerk op 23 mei 2018 om 16:44
In vraag 15 wordt naar alle krachten gevraagd die op de onderste magneet werken.
Misschien dat bijgaand plaatje helpt. Ik heb maar 2 veldlijnen getekend van elke magneet. Deze lijnen staan op het scherm (niet loodrecht erop).

De zwevende magneet 1 heeft maar 2 krachten: de opwaartse kracht van magneet 2 en zijn eigen zwaartekracht naar beneden. Die heffen elkaar op: daarom beweegt de magneet niet (aanvankelijk wel, maar tot de hoogte waarop de krachten elkaar opheffen).

De liggende magneet 2 heeft meer krachten: zijn zwaartekracht, de tegengestelde normaalkracht (dus blijft de magneet liggen) maar ook de magnetische kracht van magneet 1 die de magneet 2 naar beneden duwt. Dat gebeurt op allerlei plekken van de magneet (Fmi1op2 en Fmj1op2 zijn getekend) maar al die krachten bijeengeteld komt op Fm1op2 uit.
Dat gebeurt niet omdat de tafel nog meer normaalkracht levert zodat de magneet 2 blijft liggen doordat die magnetische kracht van magneet 1 wordt opgeheven. De krachten op magneet 2 zijn dus ook 2x zo groot (de krachten die werken als de magneet er alleen zou zijn EN de krachten die ontstaan doordat magneet 1 op magneet 2 werkt)

Plaats een reactie

+ Bijlage

Bevestig dat je geen robot bent door de volgende vraag te beantwoorden.

Ariane heeft achttien appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Ariane nu over?

Antwoord: (vul een getal in)