| Autor |
Nachricht |
physik-for-dummies
Anmeldungsdatum: 10.06.2014
Beiträge: 11
|
 physik-for-dummies Verfasst am: 05. Mai 2018 21:14 Titel: Geladene Kugeln an nichtleitenden Fäden |
 |
|
Meine Frage:
Zwei gleiche leitende Kugeln hängen auf zwei langen nicht leitenden Fäden, die an einem Haken befestigt sind. Die Kugeln sind mit gleichen Ladungen geladen und be?nden sich im Abstand von 5cm voneinander. Eine der Kugeln wird nun entladen. Wie gross ist der neue Abstand zwischen den Kugeln?
Meine Ideen:
Wie ich es gedacht hab:
Es wirken zwei Kräfte, die elektrostatische Fe und gravitationskraft Fg.
Fe= k * q1 *q2 / r^2
Fg= m*g.
Der Winkel der Auslenkung des Seils ist alpha. Die Gravitationskraft wirkt nach unten, orthogonal dazu die elektrostatische Kraft.
sin alpha = (r/2)/l ; tan alpha= Fe/Fg.
l- länge des Seils, r- abstand zwischen Kugeln.
sin alpha = tan alpha ; (r/2)/l = Fe/Fg *Fe= r*m*g / 2*l . Einsetzen ergibt :
Fe= k * q1 * q2 / r^2 * r^2 = k * q1 * q2 / Fe * r^2 = (k * q1 * q2) / (r*m*g / 2*l ).
Wenn mir die länge des Seils und Masse der Kugeln unbekannt ist, wie kann ich zum neuen Abstand gelangen?
MfG
| Beschreibung: |
|
| Dateigröße: |
23.11 KB |
| Angeschaut: |
2712 mal |
|
Zuletzt bearbeitet von physik-for-dummies am 06. Mai 2018 13:49, insgesamt 3-mal bearbeitet |
|
 |
GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
|
| GvC Verfasst am: 05. Mai 2018 21:46 Titel: |
|
|
| physik-for-dummies hat Folgendes geschrieben: | | Wenn mir die länge des Seils und Masse der Kugeln unbekannt ist, wie kann ich zum neuen Abstand gelangen? |
Die Kugelmasse wird sich letztlich rauskürzen. Für die Länge der Seile reicht die Angabe, dass sie lang sind, denn dann kannst Du die Kleinwinkelnäherung anwenden
(Das scheinst Du selbst auch schon festgestellt zu haben, was mir aber bei Deinen schwer lesbaren Formeln mit den vielen Fragezeichen erst nach einiger Zeit aufgefallen ist.)
Viel problematischer scheint mir die Tatsache zu sein, dass nach der Entladung einer Kugel auf den ersten Blick gar keine Kraft mehr wirken dürfte, denn eine der beiden Ladungen ist null. Du musst Dir also überlegen, was nach der Entladung passiert und ob dann "irgendwie" doch noch eine Kraft wirken kann, damit sich ein neuer Abstand ergibt.
Übrigens verstehe ich den Titel nicht. Von welchem Pfad sprichst Du da?
|
|
|
physik-for-dummies
Anmeldungsdatum: 10.06.2014
Beiträge: 11
|
| physik-for-dummies Verfasst am: 06. Mai 2018 13:40 Titel: |
|
|
Hallo
Hab gerade die Formeln korrigiert. Tut mir leid wegen dem Vorfall.
Also wenn die Ladung einer Kugel 0 ist, dann sollte nach dem Coulomb gesetz auch die elektrostatische Kraft zwischen ihnen 0 sein.
Und wenn keine elektrostatische kraft wirkt, dann werden ja die Kugel nicht voneinander "weggedrückt" .
Also sollte nur die Gravitationskraft wirken, welche die kugel nach unten zieht.
Stimmmt das?
PS. Hab die Fäden damit gemeint, an welchen die Kugeln hängen.
MfG
|
|
|
GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
|
| GvC Verfasst am: 06. Mai 2018 14:17 Titel: |
|
|
| physik-for-dummies hat Folgendes geschrieben: | | Also sollte nur die Gravitationskraft wirken, welche die kugel nach unten zieht. |
Und was passiert dann mit den Kugeln, wenn sie "nach unten gezogen" werden?
|
|
|
physik-for-dummies
Anmeldungsdatum: 10.06.2014
Beiträge: 11
|
| physik-for-dummies Verfasst am: 07. Mai 2018 01:43 Titel: |
|
|
Hab mir gerade folgendes überlegt.
Wird ein Ball entladen wird er neutral. Doch die positive Ladung des anderen Balls "reorganisiert" die Ladungen im neutralen Ball, zieht die ungleichen Ladungen auf die nähere Seite des Balls und "stoßt" gleiche Ladungen weg.
Da die ungleiche Ladungen näher sind, ist die Entfernung kleiner, die Anziehungskraft ist stärker, also werden die Kugeln angezogen?
MfG
|
|
|
GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
|
| GvC Verfasst am: 07. Mai 2018 10:04 Titel: |
|
|
| physik-for-dummies hat Folgendes geschrieben: | | Da die ungleiche Ladungen näher sind, ist die Entfernung kleiner, die Anziehungskraft ist stärker, also werden die Kugeln angezogen? |
Das ist zwar alles richtig, aber unabhängig davon, ob sich die Kugeln durch die Coulomb- oder die Gewichtskraft anziehen, was ist denn das Ergebnis dieser Anziehung? Werden die Kugeln sich denn nicht berühren? Und was passiert, wenn sich metallische (leitfähige) Kugeln berühren, von denen die eine geladen und die andere ungeladen ist?
|
|
|
physik-for-dummies
Anmeldungsdatum: 10.06.2014
Beiträge: 11
|
| physik-for-dummies Verfasst am: 07. Mai 2018 15:36 Titel: |
|
|
Also wenn die kugeln sich berühren, geht die hälfte der Elektronen von der Neutralen Kugel auf die geladene kugel,um ein Gleichgewicht aufzustellen. Dann ist jeweils eine Ladung +q/2 auf beiden Kugeln.
Daher sie gleichnamig ist, werden sich wieder beide kugeln abstoßen, jedoch mit kleinerem abstand, daher ja die Ladungen kleiner sind.
Ladungen und quadrat des abstandes sind umgekehrt proportional, also der quadrat des neuen abstands ist um ein viertel kleiner.
F= k* q/2 * q/2 / r^2 => r^2 = k * q / F* 4 .
Wass mir jetzt auffält ist, dass ich ja die den neuen Abstand und die neue Kraft nicht kenne, also wie kann ich weiters berechnen welcher abstand sich eingestellt hat?
|
|
|
GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
|
| GvC Verfasst am: 07. Mai 2018 16:56 Titel: |
|
|
| physik-for-dummies hat Folgendes geschrieben: | | Also wenn die kugeln sich berühren, geht die hälfte der Elektronen von der Neutralen Kugel auf die geladene kugel,um ein Gleichgewicht aufzustellen. |
Nur zu Deiner eigenen Kontrolle: Du meinst das Richtige, hast es nur falsch formuliert. Aber woher weißt Du, dass es sich genau um die Hälfte handelt?
| physik-for-dummies hat Folgendes geschrieben: | | Wass mir jetzt auffält ist, dass ich ja die den neuen Abstand und die neue Kraft nicht kenne, also wie kann ich weiters berechnen welcher abstand sich eingestellt hat? |
Den neuen Abstand kannst Du nicht kennen, den sollst Du ja erst berechnen. Und die beiden Kräfte brauchst Du nicht zu kennen, die sollst Du ja nur vergleichen. Und das tut man am besten, indem man sie durcheinander dividiert.
|
|
|
GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
|
| GvC Verfasst am: 12. Mai 2018 11:58 Titel: |
|
|
|
Über 300 Aufrufe und keine Lösung. Der ursprüngliche Fragesteller physik-for-dummies scheint das Interesse verloren zu haben. Ist überhaupt noch jemand an einer Lösung interessiert?
|
|
|
|
Registrieren
Login
FAQ
Suchen
