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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 21:37 Mi 28.11.2007 | | Autor: | Trasher |
| Aufgabe | Zwei je 1 g schwere und gleichartig geladene
Kugeln sind an 1 m langen Fäden befestigt. Sind
beide Fäden an dem gleichen Aufhängepunkt
befestigt, so stellt sich ein Mittelpunktabstand
von 10 cm ein.
a) Wie groß sind Auslenkwinkel, die abstoßende
Kraft und der Betrag der Ladung einer
Kugel?
b) Skizzieren Sie das Feldlinienbild zwischen
den Kugeln!
c) Wie groß ist die Feldstärke des Felds der einen
Kugel am Ort der anderen Kugel?
d) Wie ändert sich der Kugelabstand, wenn die
Ladungen beider Kugeln halbiert bzw. verdoppelt
werden?
e) Beide Kugeln tragen die gleiche Ladung Q,
ihr Abstand beträgt r. Stellen Sie den Zusammenhang
zwischen Q und r grafisch dar! Interpretieren
Sie das Diagramm! |
Hallo,
was ist hier der Ansatz, um den Auslenkwinkel, die abstoßende Kraft und den Betrag der Ladung zu errechnen?
Habe an das coulombsche Gesetz gedacht aber komme nicht weiter, da hier Angaben wie Permitivitätszahl nicht ermittelt werden können.
Hoffe ihr könnt helfen! Danke schon mal im Voraus...
Grüße,
Robert
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Hallo!
Zeichne mal nur eine einzige ausgelenkte Kugel. Du kannst nun zwei Linien zeichnen: Vom Aufhängepunkt senkrecht runter, und dann waagerecht zur Seite. Das ergibt zusammen ein rechtwinkliges Dreieck. Denk dran, die schräge ist 1m lang, und das waagerechte Stück entspricht dem halben Abstand, also 5cm.
Du kannst den Auslenkwinkel bestimmen!
Jetzt zeichne an die Kugel: Eine Kraft zur Seite, das ist die elektrostatische. Und eine Kraft nach unten, das ist die Gravitation. Zusammen ergeben die eine schräg wirkende Kraft, das ist die resultierende, die für die Spannung des Fadens sorgt. Sprich: Die zeigt in die gleiche Richtung wie der Faden! Das Dreieck, das die Kräfte bilden, sieht genauso aus wie das, was du anfangs gezeichnet hast. Jetzt kannst du die abstoßende Kraft berechnen. Die el. Kraft zwischen zwei 10cm entfernten Ladungen ermöglicht es dir jetzt, mittels Coloumb die Ladung zu bestimmen.
Die Permittivität ist übrigens kein problem. Entweder läßt du einfach das [mm] \epsilon [/mm] stehen, oder du setzt die Naturkonstante von [mm] $\epsilon=8,XX*10^{XX}$ [/mm] ein.
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