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fab-t
Anmeldungsdatum: 30.11.2007
Beiträge: 7
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 fab-t Verfasst am: 30. Nov 2007 12:21 Titel: Kraft von 2 Ladungen auf eine Dritte |
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Heyho,
habe folgendes Problem:
Ich kann mitlwerweile mithilfe des Coulombschen Gesetztes berechnen mit welcher Kraft sich 2 Ladungen abstoßen oder anziehen.
Nun will ich aber die Kraft berechnen die auf eine Ladung ausgehend von 2 Ladungen wirkt, also quasi so:
Q1 ----- Q3 ------ Q2
Wie berechne ich dann die Kraft die auf Q3 wirkt?
Wäre super wenn ihr mir so detailiert wie möglich beschrieben könntet wie man vorgeht und die Formel verändert/benutzt, da ich noch sehr sehr wenig Ahnung habe!
Vielen dank im Voraus!
Gruß Fabian
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schnudl
Moderator
Anmeldungsdatum: 15.11.2005
Beiträge: 6979
Wohnort: Wien
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| schnudl Verfasst am: 30. Nov 2007 12:26 Titel: |
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Die Kraft auf Q3 ist die Summe der Einzelkräfte von Q1 und Q2 auf Q3. Mehr gibt es hier nicht zu sagen.
_________________
Wenn du eine weise Antwort verlangst, musst du vernünftig fragen (Goethe) |
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fab-t
Anmeldungsdatum: 30.11.2007
Beiträge: 7
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| fab-t Verfasst am: 30. Nov 2007 13:37 Titel: |
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Hey, danke, das geht ja echt Fix hier ...
komme leider nach einigem rumprobieren wieder nicht weiter, verstehe scheinbar irgendwie die Zusammenhänge noch nicht ganz und tute mir auch etwas schwer es aus meine Buch raus zu verstehen, bin deswegen echt dankbar das es hier Leute wie dich gibt die einem dabei helfen! =)
Mir fehlen in Physik die Grundlagen, habe mich da immer "durchgemogelt", muss jetzt allerdings einen Physikgrundkurs im Nebenfach belegen und dort auch ne Prüfungs absolvieren durch die ich beim ersten mal schon durchgefallen bin, also bitte nicht wundern wenn sich meine Fragen "naiv" anhören...
Back2Topic
Wenn ich 2 Ladungen mit einem bestimmten Abstand habe, dann kann ich ja mit der normalen Form des Coulombschen Gesetztes berechnen wie groß die Kraft ist mit welcher sich die 2 Ladungen Anziehen/Abstoßen, oder?
Also so:
Wenn ich nun aber 2 Ladungen habe, die eine positiv und die andere negativ geladen, und eine positiv geladene Ladung Q3. Wie berechne ich die Kraft die auf Q3 wirkt? Dazu muss ich doch erstmal die Kraft der Felder Q1 und Q2 jeweils berechnen oder? Wie gehe ich da vor?
Hier einmal die Original Aufgabenstellung:
| Zitat: |
Zwei Punktladungen Q1 und Q2 befinden sich auf der x-Achse bei x1 und x2.
a) Eine dritte Punktladung Q3 hat von der Ladung Q1 und von der Ladung Q2 den gleichen Abstand r. Wie groß ist die auf die Ladung Q3 wirkende Kraft F, wenn Q2 = -Q1 ist.
b)Wie groß ist die Kraft wenn Q2 = Q1 ist?
x1 = 0
x2 = 3,0 cm
Q1 = 6,0 * 10^-8 C
Q3 = 5,0 * 10^-8 C
r = 2,5 cm
(Quelle: Übungsbuchphysik - Fachbuchverlag Leipzig)
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Kannst mir auch gern ersteinmal ein paar Ansätze geben und ich probier erst noch einmal ob ich es dann doch noch selber hinbekomme, ich kapier grad aber iwie gar nicht wie ich da vorgehen muss.
Danke
Gruß Fabian =)[/quote]
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pressure
Anmeldungsdatum: 22.02.2007
Beiträge: 2496
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| pressure Verfasst am: 30. Nov 2007 13:47 Titel: |
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Zeiche dir das ganze mal auf.
Dann berechnest du die Kraft von Q1 auf Q3 und zeichnest dies mit Richtung ein. Danach machst du das gleiche mit Q2 und Q3.
Die beiden Kräfte addieren sich dann vektoriell.
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fab-t
Anmeldungsdatum: 30.11.2007
Beiträge: 7
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| fab-t Verfasst am: 30. Nov 2007 14:20 Titel: |
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Ok habe nun folgendes gemacht:
Kraft zwischen Q1 und Q3:
Kraft zwischen Q2 und Q3:
Wie kann ich diese nun vektoriell addieren?
Wenn ich mir die Lösung anschaue bin ich allerdings wieder etwas irritiert, diese sieht folgendermaßen aus:
Mit der Lösung kann ich leider überhaupt nichts anfangen, hab keine Ahnung wie es zu dieser Formelkonstelation kommt, was das x2 darin soll und warum aufeinmal r^3 anstatt wie sonst r^2 genommen wird...
Wäre toll wenn mir das jemand erläutern könnte!
Danke
Gruß Fabian
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pressure
Anmeldungsdatum: 22.02.2007
Beiträge: 2496
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| pressure Verfasst am: 30. Nov 2007 14:41 Titel: |
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Wie wäre es wenn du dir es, wie ich vorgeschlagen habe aufzeichnest.
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schnudl
Moderator
Anmeldungsdatum: 15.11.2005
Beiträge: 6979
Wohnort: Wien
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| schnudl Verfasst am: 30. Nov 2007 14:47 Titel: |
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| pressure hat Folgendes geschrieben: | | Wie wäre es wenn du dir es, wie ich vorgeschlagen habe aufzeichnest. |
da kann ich nur zustimmen.
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Wenn du eine weise Antwort verlangst, musst du vernünftig fragen (Goethe) |
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fab-t
Anmeldungsdatum: 30.11.2007
Beiträge: 7
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| fab-t Verfasst am: 30. Nov 2007 14:53 Titel: |
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Ich habe es mir auch aufgezeichnet, es nur mangels Möglichkeiten nicht hier online mit aufgeführt...
Die 3 Ladungen ergeben quasi ein Dreieck:
..............x Q3
.x Q1..................x Q2
(Die Punkte bitte wegdenken, wurden nur benutzt um das 3Eck darzustellen)
wobei
- Q1 & Q3 sich abstoßen
- Q1 & Q2 sowie Q2 & Q3 sich anziehen
verstehe es allerdings trotzdem nicht wie man nun noch auf die Endgültige Lösung kommt.
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pressure
Anmeldungsdatum: 22.02.2007
Beiträge: 2496
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| pressure Verfasst am: 30. Nov 2007 14:56 Titel: |
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Versuch es mit z.B. Paint zu zeichen und lad das Bild dann hoch und trage auch bitte die Richtungen der resultierenden Kräfte ein. Sinnvoll wäre es auch den rechten Winkel zu markieren und einen Winkel im Dreieck eine Bezeichung zu geben. Wenn du dabei bist kannst du die beiden Kräfte dann noch mittels eines Kräfteparallelogramm addieren und die resutlierende auch aufzeichen.
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fab-t
Anmeldungsdatum: 30.11.2007
Beiträge: 7
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| fab-t Verfasst am: 30. Nov 2007 15:08 Titel: |
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Sry aber ich komm absolut nicht mit ...
- Wie funktioniert das mit den resultierenden Kräften, also beispielsweise bei 2 positiv geladenen Ladungen. Wo gehen da die Pfeile hin. Bsp. Q1 & Q2. Diese ziehen sich an. Zeigen nun die Kraftpeile aufeinander?
- Kräfteparallelogramm?
Hast du evt. einen Link zu einem Beispiel wie sowas aussieht?
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pressure
Anmeldungsdatum: 22.02.2007
Beiträge: 2496
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fab-t
Anmeldungsdatum: 30.11.2007
Beiträge: 7
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| fab-t Verfasst am: 30. Nov 2007 16:12 Titel: |
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Hey, erstmal dickes Dankeschön für deine Mühe!
Nur die Sache ist doch die, wenn die beiden Kräfte F1 und F2 wie auch in meiner Rechnung zuvor die gleiche Görße haben und nur vom Vorzeichen her anderst behaftet sind, dann heben sie sich auf. Das würde doch bedeuten das die Kraft welche auf Q3 wirkt 0 ist oder nich?
Wie kommt es aber zu dieser Lösung??
Vermutlich bist du/seit ihr total am verzweifeln da euch das sicher offensichtlich erscheint, ich steh aber grad wirklich total aufm Schlauch bzw. kann es einfach (noch) nicht besser.
Also wie kommt es zu dieser Lösung? Die Gesamte Lösungsformel ist mir wirklich ein totales Rätsel 
Danke
Gruß Fabian
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pressure
Anmeldungsdatum: 22.02.2007
Beiträge: 2496
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| pressure Verfasst am: 30. Nov 2007 16:18 Titel: |
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Hast du meinen Text dazu noch nicht gelesen ? Dort habe ich dir beschrieben, wie man auf die Formel kommt. 
Neben dem Vorzeichen, also ob Abstoßen oder Anziehen, ist auch die Richtung nicht identische. D.h. die Kräfte heben sich nicht auf wenn man sie addiert. Siehe Skizze: Resultierende Kraft ist Fg.
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fab-t
Anmeldungsdatum: 30.11.2007
Beiträge: 7
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| fab-t Verfasst am: 30. Nov 2007 16:41 Titel: |
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Sry muss den Text vorhin völlig übersehen haben, oder kann es evt. sein das du ihn etwas später dazugepostet hast? Ist ja auch egal, jetzt hab ichs nochmal komplett durchgerechnet und es ist mir soweit auch alles eingeleuchtet =)
Wirklich ein tolles Forum, vielen Dank nochmal für die Hilfestellung, war sicher nicht das letzte mal das ich diese in Anspruch genommen hab =)
LG Fabian
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pressure
Anmeldungsdatum: 22.02.2007
Beiträge: 2496
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| pressure Verfasst am: 30. Nov 2007 16:43 Titel: |
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Ja, hab es etwas später dazu gepostet, aber noch bevor du geantwortet hast. Du kannst es auch mittels Vektor-Rechnung rausbekommen.
Es gilt 
 \\ \sin(\alpha) \end{pmatrix} )
 \\ \sin(-\alpha) \end{pmatrix} )
Es ist der Betrag der resultierenden Kraft gesucht, für diese gilt:
 \\ \sin(\alpha) \end{pmatrix} + |\vec{F}_2| \begin{pmatrix} \cos(-\alpha) \\ \sin(-\alpha) \end{pmatrix} = |\vec{F}_1| \begin{pmatrix} \cos(\alpha) + \cos(-\alpha) \\ \sin(\alpha) + \sin(-\alpha) \end{pmatrix} = |\vec{F}_1| \begin{pmatrix} 2\cos(\alpha) \\ 0 \end{pmatrix} )
Für den Betrag gilt:
^2+0^2} )
Der Cosinus ist wie oben:
Damit:
^2} = |\vec{F}_1| \cdot \frac{x_2}{r})
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