H 12 voorbereiden

• nask
• Voortgezet speciaal onderwijs

Wat heb je gisteren geleerd?

Middelpuntzoekende kracht

-Om een voorwerp in een eenparige cirkelbeweging te houden, is een kracht nodig.
-Deze kracht 'trekt' het voorwerp steeds de bocht om en houdt hem in de cirkelbaan.

Er zijn twee eisen aan deze benodigde middelpuntzoekende kracht:

1. De kracht moet naar het middelpunt van de cirkel zijn gericht.

2. De grootte van de kracht moet gelijk zijn aan F = m v² / r  

-De F mpz is zelf geen aparte kracht: hij wordt geleverd door een andere kracht(en).

-De resulterende kracht van andere krachten kan dienst doen als benodigde Fmpz.
-Is de aanwezige Fres groter dan de benodigde Fmpz? De cirkelbeweging 'stort in / neer'.
-Is de aanwezige Fres kleiner dan de benodigde Fmpz? Het voorwerp 'vliegt uit de bocht'.

- 

v=2π​T​​r​​

programma 

• voorbereiden voor TW2: Fmpz toepassen in elektromagnetisme  en een extra examenopgave 

hoe is B gericht?

 Leid de formule af met formules uit Binas.

In een trommel doorloopt een proton een halve cirkelbaan. Voor de tijd t die  nodig is om zo’n halve cirkelbaan te doorlopen geldt de formule:

t = πm/Bq

Hierin is:

 m de massa van het proton;

 B de sterkte van het magneetveld;

 q de lading van het proton.

2p 6  Welke relatie is dit? Geef de getalwaarde in deze relatie in drie significante cijfers.

Een relatief sterke lijn in het emissiespectrum van He+ ligt in het UV-gebied, en heeft een golflengte van 164,0 nm.

4p 7  Bepaal aan de hand van een berekening bij welke energieovergang uit figuur 2 deze lijn hoort en geef deze overgang met een pijl aan.

LHC large Hadron collider

In de LHC worden protonen versneld tot bijna de lichtsnelheid.

De LHC bestaat uit een ondergrondse ring met daarin twee dicht naast elkaar gelegen cirkelvormige buizen. In de twee buizen gaan twee bundels protonen rond in tegengestelde richting.  Als ze door het versnellen een energie van 7,0 TeV (tera-elektronvolt) hebben gekregen, laten de wetenschappers de protonen in een detector tegen elkaar botsen. Tijdens de botsing ontstaan allerhande elementaire deeltjes. Hierbij hopen de wetenschappers het Higgs-deeltje te vinden.

Voordat de protonen in de ring van de LHC binnenkomen, worden ze eerst in een lineaire versneller versneld. (Deze versneller is niet te zien in de figuur in het artikel.) 

Daarbij doorlopen de protonen een groot aantal malen een elektrische spanning van 5,0 kV.

Bereken hoe vaak de protonen deze spanning moeten doorlopen om een snelheid van 1,2 x 10^7 m/s te krijgen als ze vanuit stilstand versneld worden.

Hiernaast een weergave van een massaspectrometer. In het magneetveld zorgt de lorentzkracht voor de middelpuntzoekende kracht.
Fl = B q v
Fmpz = m v² / r
Er geldt dus: Fl = Fmpz
Omgeschreven geeft dit voor de straal van de cirkelbaan:

1. r = B q / mv
2. r = m v / B q