Klausurvorbereitung (elektrische Feldstärke)

planck1858 · Anmeldungsdatum: 06.09.2008 Beiträge: 4542 Wohnort: Nrw

Hi,

da ich demnächst eine Physik-Klausur schreibe, wollte ich hier mal alle Aufgaben reinstellen, die ich bis jetzt so zu den Themen gerechnet habe und wäre erfreut, wenn sich hier der ein oder andere finden lassen würde, der mal einen kleinen Kommentar dazu abgibt.

1)
a) Welche Kraft erfährt die Ladung 10nC bzw. -10nC in einem Feld der Stärke 10kN/c?
b) Wie groß ist die Ladung, die dort eine Kraft von 10µN erfährt.

2) Die Ladung q_1=1,nC erfährt im Feld (1) die Kraft F_1=0,1mN, die Ladung q_2=3,0nC im Feld (2) die Kraft F_2=0,20mN.
a) Welches Feld ist stärker?
b) Im welchen Verhältnis müssten zwei Ladungen stehen, damit sie in Feld (1) und (2) gleich große Kräfte erfahren?

3) Ein Kügelchen (m=0,40g) trägt die Ladung q=5,0nC und hängt an einem Faden (l=1,0m).
a) Welchen Ausschlag s erfährt es im horizontal verlaufenden Feld der Stärke 70kN/C?
b) Bei welcher Ladung q schlägt ein Pendel doppelter Länge gleich weit aus?

So, dass müsste erstmal reichen, werden aber noch denke ich mal ein paar dazu kommen. Um die Übersicht zu behalten werde ich zu meinen Lösungen einen neuen Beitrag schreiben.

planck1858 · Anmeldungsdatum: 06.09.2008 Beiträge: 4542 Wohnort: Nrw

Lösungen)

1)
a)

Bei

entspricht es

!

b)

Damit wäre die erste Aufgabe soweit gelöst.

@GvC, hab das mal eben abgeändert, bin wohl mit einer anderen Aufgabe durcheinander gekommen. Thx.

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Zu 1b)
Du scheinst eine ganz andere Aufgabe gelöst zu haben. Hier wird nach der Ladung gefragt, auf die eine bekannte Kraft in einem bekannten Feld wirkt.

planck1858 · Anmeldungsdatum: 06.09.2008 Beiträge: 4542 Wohnort: Nrw

So, jetzt müsste es aber passen. Big Laugh

planck1858 · Anmeldungsdatum: 06.09.2008 Beiträge: 4542 Wohnort: Nrw

2)
a)

Das bedeutet, dass Feld Nummer 1 eindeutig größer ist.

So, aber bei Teilaufgabe b klappt es nicht ganz so, wie es soll.

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Zu 2a)
Du brauchst die Feldstärken nicht unbedingt zahlenmäßig auszurechnen, denn danach ist nicht gefragt. Es ist nur danach gefragt, welche Feldstärke größer ist. Diese Entscheidung trifft man im Allgemeinen dadurch, dass man die beiden zu vergleichenden Größen ins Verhältnis setzt. Nun geht es in dieser Aufgabe ausschließlich um den simplen Zusammenhang zwischen Feldstärke und Kraft auf Ladung, also F = Q*E, eine Gleichung, die man nach einer der drei Größen leicht auflösen kann. Für diesen Fall:

und

Wenn Du hier die gegebenen Größen mit ihren Zahlenwerten und Einheiten einsetzt, brauchst Du gar nicht zu rechnen, sondern siehst sofort, dass sich alle Zehnerpotenzen und die Einheiten rauskürzen und stehenbleibt

E_1 ist also anderthalb mal so groß wie E_2.

Zu 2b)
Es geht um dieselbe Gleichung, bei der in beiden Fällen die Kraft dieselbe ist, wobei die Feldstärken aus a) verwendet werden sollen.

und

Den Kehrwert dieses Verhältnisses hast Du unter a) schon berechnet und kannst es hier also verwenden.

planck1858 · Anmeldungsdatum: 06.09.2008 Beiträge: 4542 Wohnort: Nrw

Damit sie in Feld (1) und (2) gleich große Kräfte erfahren sollte ein Verhältnis von 1/3 bestehen, oder?

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Also, Planck1885, da bin ich von Dir aber anderes gewöhnt. Wenn E1/E2 = 3/2 ist, wie groß ist dann E2/E1?