# 1.4 Neutraal of geladen

In de vorige paragraaf heb je kennisgemaakt met het aantrekken van neutrale voorwerpen door geladen voorwerpen. De ballon en de wand zijn hier een voorbeeld van. De ballon is geladen, maar de wand is neutraa. Toch trekken de ballon en de wand elkaar aan.

We kunnen dit begrijpen door te bedenken dat de wand - hoewel deze als geheel neutraal blijft - wel is opgebouwd uit geladen deeltjes: protonen en elektronen. Deze deeltjes "voelen" de invloed van de (negatief) geladen ballon als die in de buurt gebracht wordt. De negatief geladen deeltjes zullen een klein beetje opschuiven, dieper de wand in, zoals in figuur 1.4.

Het gevolg is dat de positieve ladingen van de wand dichter bij de ballon zitten dan de negatieve ladingen van de wand; de ballon en de wand trekken elkaar daardoor aan.

Maak nu de volgende opgaven.

Opgave 5)

Het eenvoudigste atoom, het waterstofatoom, bestaat uit een proton met daaromheen cirkelend een elektron.

a. Bereken de elektrische kracht die het atoom bij elkaar houdt, als het elektron zich op een afstand van 5,3.10-2 nm van het proton bevindt.

Deze kracht levert de middelpuntzoekende kracht.

b. Bereken de snelheid waarmee het elektron beweegt.

Stel dat het elektron met dezelfde snelheid beweegt, maar dat het atoom slechts door de gravitatiekracht bij elkaar gehouden wordt.

c. Bereken de afstand waarop het elektron zich in dit geval van het proton zou moeten bevinden.

Opgave 6)

Waardoor zijn de buitenste elektronen van een atoom gemakkelijker te verwijderen dan de binnenste? Geef twee oorzaken.

Opgave 7)
In figuur 1.4.2 zie je twee ladingen getekend.

a. Neem de figuur over en teken de elektrische kracht op lading q2 met de juiste grootte en richting.

Bekijk figuur 1.4.3 De ladingen zitten op de hoekpunten van een denkbeeldige gelijkzijdige driehoek met zijden van 5 mm. Op tijdstip t = 0 laten we de ladingen vrij om te bewegen. b. Neem de figuur over en geef de richting aan waarin lading Q op t = 0 zal gaan bewegen. Denk hierbij aan wat je bij mechanica geleerd hebt over het optellen van krachten.

Lading Q heeft een massa van 2,0 g.

c. Bereken de versnelling van lading Q op t = 0.

Opgave 8)

In de figuur hierboven zijn telkens drie puntladingen getekend en een punt P. De ladingen zijn even groot, maar hebben soms een verschillend teken. Ze liggen op een rechte lijn op telkens dezelfde onderlinge afstand. Er zijn geen andere ladingen dan de getekende. Orden de situaties A, B, ..., F naar de grootte van de kracht op een denkbeeldige puntlading in P.

Grootste kracht ..., ..., ..., ..., ..., ... kleinste kracht.

In situatie(s) ..., ..., ..., ..., ..., ... is de kracht even groot.

Leg telkens duidelijk uit hoe je tot het antwoord komt.

Opgave 9)

In de figuur hierboven zie je een elektroscoop. Met dit apparaat kan gecontroleerd worden of een voorwerp geladen is, door het tegen het bolvormige uitsteeksel van de elektroscoop aan te houden.

a. De blaadjes in de elektroscoop zijn elektrisch geleidend. Leg uit dat de blaadjes uit elkaar gaan wanneer het voorwerp geladen is.

b. Kun je uitmaken of het voorwerp positief of negatief geladen is?

c. Leg uit waarom het eigenlijk al voldoende is om het voorwerp in de buurt van de elektroscoop te houden.

Opgave 10)

Denk terug aan het proefje met de plastic pen en de papiersnippers. Leg uit waardoor de meeste papiersnippers vrijwel meteen na aanraking met de pen weer "wegspringen".