HS 8.3 Lorentzkracht

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 5

HS 8.3 Lorentzkracht

Na deze les kun je

• Verschillende situaties herkennen waarin de Lorentzkracht optreedt.
• Voorspellen wat het effect is van een magneetveld op een stroomdraad en op een geladen deeltje.
• De kubus toevoegen aan je arsenaal van handregels. 
• Rekenen met de formule(s) voor de Lorentzkracht, bijvoorbeeld om

De grootte en richting van het magneetveld te bepalen dat CERN nodig heeft om protonen met 99,999% van de lichtsnelheid in hun baan in de cirkelvormige LHC te houden. 

Wat is de Lorentzkracht?

• Bewegende lading in een magneetveld ondervindt een kracht, loodrecht op de bewegingsrichting: de Lorentzkracht.

• De richting van de Lorentzkracht bepaal je met de kubus of met de iron man regel.
• 
  

iron man regel 

Maak van je rechterhand een stopgebaar en steek je duim weer uit. 

Nu is je duim de richting van de stroom, je vingers vormen de richting van het magnetische veld. De Lorentzkracht komt uit de palm van je hand, net zoals Iron Man lasers uit de palm van zijn hand schiet. Daarom heet dit ook wel de Iron-Man regel.

Welke kant gaat de Lorentzkracht op

Uitleg

• Vingers in de richting van het magneetveld. (van boven naar beneden)
• De duim geeft de richting van I aan.
• Uit de palm van je hand komt dan de Lorentzkracht en deze is naar achteren gericht.

De stroom in het staafje gaat naar

1. Links
2. Rechts

Demo

Stroomvoerend staafje in een magneet

Als er stroom gaat lopen, rolt het staafje

1. naar links
2. naar rechts
3. nergens heen

Demo

Twee parallelle stroomdraden 

Het magneetveld in Q wijst

1. de tekening in
2. de tekening uit

Stroom I gaat naar rechts door de zwarte draad met lengte L.
Het magneetveld B is in de richting van de groene pijlen.
De Lorentzkracht bereken je met:

1. FL = B. I . L
2. FL = B. I . L . cos 𝛼
3. FL = B. I . L . sin 𝛼
4. FL = B. I . L . tan 𝛼

Formule(s)

FL op een stroomdraad: FL = B⟘ . I . L

                                            = B⟘ . (Q/t) . L

                                          =  B⟘ . Q . L/t

                                          =  B⟘ . Q . L/t

                

FL op een geladen deeltje: FL = B⟘ . q . v

(B⟘ is de component van B loodrecht op I of v)

De Lorentzkracht op het elektron is correct getekend in 

1. a
2. b

Bewegend geladen deeltje in een magneetveld

De lading q is

1. positief
2. negatief

Het is onmogelijk een elektron (ongeacht de beginsnelheid) te versnellen met een magneetveld. Leg uit waarom.