Zwei Kugeln im elektrischen Feld

Jerome90 · Anmeldungsdatum: 30.03.2010 Beiträge: 1

Meine Frage:
Die Kugel K1 (r1 = 10 cm) und eine zweite Kugel K2 (r2 = 20 cm) werden im entladenen Zustand in ein homogenes elektrisches Feld gebracht und dort nach gegenseitiger Berührung wieder getrennt.

Welches Verhältnis besitzen die Ladungen Q1 und Q2 auf den beiden Kugeln?

(von: http://www.leifiphysik.de/web_ph12/musteraufgaben/01elektrfeld/potential_kugel/kugeln2.htm )

Meine Ideen:
Ich würde sagen, dass sich die Ladung im Moment der Berührung in den Kugeln so ausgleicht, sodass überall die gleiche Ladungsdichte vorhanden ist. Wenn man die Kugeln nun auseinander nimmt, sollte doch dann auf der kleinen Kugel die Hälfte der Ladung vorhanden sein, oder nicht?
Ich verstehe nicht wirklich, wieso beide Kugeln die gleiche Ladung haben sollten.

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Die Ladungen auf den beiden Kugeln sind natürlich nicht gleich groß, sondern entgegengesetzt gleich groß. Die Ladung, die der einen Kugel fehlt, muss auf der anderen Kugel gelandet sein (wo denn sonst?). Die Summe der Ladungen muss Null sein, so wie sie das vor der Berührung auch war.

Jerome · Gast

Hallo, danke für deine Antwort.
Ich habe immer noch ein Problem mit der Antwort. Das würde doch bedeuten, wenn ich ein winziges Stück von einem Gegenstand abschneiden würde, hat dieses kleine Stück betraglich die gleiche Ladung wie das große oder nicht?

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Nein, wenn Du von einem Gegenstand ein Stück abschneidest, tragen beide Stücke die Ladung Null (genauso viele positive wie negative Ladungen). Nur wenn der Gegenstand aus elektrisch leitfähigem Material besteht und vor dem Zerschneiden einem elektrostatischen Feld ausgesetzt ist, trägt das eine Stück eine betragsmäßig genauso große negative Ladung wie das andere Stück an positiver Ladung trägt. Wo soll denn zusätzliche Ladung herkommen? Vor dem Zerschneiden war die Gesamtladung Null (elektrisch neutral), also muss sie hinterher auch Null sein. Die Ladungen wurden halt nur nach positiver und negativer Ladung "sortiert". Das nennt man Ladungstrennung.

Kapten Iglo · Gast

Mir scheint die Antwort von GvC zumindest im Moment auch nicht einleuchtend zu sein.
Ich stell mir das ganze exemplarisch mal so vor.
Man Kugel K1 mit dem Volumen V1
Und Kugel K2 mit dem Volumen V2 = 8 * V1
(Das sind beides nur Näherungen die sich durch die unterschiedlichen Radien ergeben)

Nun befiden sich beide Kugeln im elektrischen Feld und haben zueinander Kontankt.
Nehmen wir an eine Ladung von 90C würde auf dem Körper den beide Kugeln bilden festgestellt.
Pro cm³ befindet sich natürlich die gleich Anzahl an Elektronen und folgich ist die Ladung auch homogen, also gleichmäsig, verteilt!

Trenne ich nun nun die beiden Kugeln scheint es mir nur logisch, dass K2 das 8fache der Ladung von K1 behält. In diesem Fall sind auf der grossen K2 80C während auf der K1 10C verbleiben.

Demnach müsste das Verhältniss 8:1 betragen.

Ich würde mich freuen wenn auch noch andere Leute ihre Meinung beitragen würden nur um wirklich sicher zu gehen, dass wir Jerome die richtige Antwort geben können. Schlieslich kann ich ja völlig falsch liegen, doch kommt mir mein Ansatz bisher richtig vor.

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Na ja, Ihr müsst's ja wissen!

Ist das jetzt als Aprilscherz gedacht, oder wie?

Warum sieht keiner die mehrfach erwähnte nächstliegende Tatsache, dass die Summe der (vorzeichenbehafteten) Ladungen immer dieselbe sein muss? Also muss nach der Kontaktierung auf beiden Kugeln insgesamt dieselbe Ladung sein wie vorher. Wenn sie vorher Null war (beide Kugeln ungeladen) muss sie nachher auch Null sein. Das geht nur, wenn die positive Ladung auf der einen Kugel betragsmäßig genauso groß ist wie die negative Ladung auf der anderen Kugel. Wo soll die zusätzliche Ladung denn herkommen oder wohin abfließen?

Kapten Iglo · Gast

Hey!

Ich hab das eben mal aufgezeichnet, und jetzt habe ich auch verstanden was du meinst.
Du hast recht!!!

Danke für die Hilfe!