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Coulomb-Kraft
 
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wishmoep



Anmeldungsdatum: 07.09.2008
Beiträge: 1342
Wohnort: Düren, NRW

Beitrag wishmoep Verfasst am: 03. Okt 2008 18:19    Titel: Coulomb-Kraft Antworten mit Zitat

Wir haben von unserem Lehrer eine Aufgabe erhalten, die gestützt durch ein Applet gelöst werden sollte - nun im Vorraus: Ich gehe davon aus, dass das Applet falsch gemacht ist Big Laugh.

Aufgabe:
Zitat:
Die zweite Ladung Q2 beträgt 1*10-7C. Die Pendelarme haben jeweils eine Länge von 1m. Die Kugeln wiegen jeweils 15g.

Berechne die erste Ladung Q1, damit der Winkel \alpha zwischen den beiden Pendelarmen 66,75° ergibt.

Bild vom Applet und somit auch der Skizze ist im Anhang

Aus dem Applet ergibt sich, dass die beiden Ladungen immer auf einer horizontalen liegen, im Koordinatensystem gesprochen: Ihre y-Werte sind identisch.

Gesucht:


Gegeben:







Die Horizontale zwischen den beiden Punktladungen sei .
Diese Länge habe ich mit Hilfe des Kosinussatzes errechnet (etwas zusammengefasst, da die beiden Katheten gleich lang sind).



Da die beiden Ladungen ja auf einer Horizontalen liegen, habe ich den Winkel Phi geteilt. Die Winkelhalbierende von Phi wäre eine Senkrechte (oben nach unten).


Dieser Winkel Phi_1 bzw. Phi_2 ist der gleiche Winkel, wie der Winkel zwischen grünem und rotem Vektorpfeil (F_G und F_res).

Um nun auf die wirkende elektrische Kraft zu kommen:


Diese elektrische Kraft setzt sich zusammen aus der Feldstärke des durch die zweite Ladung erzeugten E-Feldes am Punkt der ersten Ladung und der ersten Ladung selber.


Noch ein wenig mehr eingesetzt kommen wir auf:


Ich erhalte für Q_1:


Dies gleicht aber absolut nicht dem Ergebnis aus dem Applet.
Beim Applet käme man auf

Nun meine Frage an euch - habe ich irgendwo einen gravierenden Fehler gemacht?

Grüße smile



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para
Moderator


Anmeldungsdatum: 02.10.2004
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Wohnort: Dresden

Beitrag para Verfasst am: 03. Okt 2008 19:31    Titel: Antworten mit Zitat

Ich würd' mal sagen an deinem Rechenweg gibt's nichts zu meckern. Auf das Ergebnis des Applets kommt man, wenn man den Winkel 66,75° nicht zwischen den Pendelarmen, sondern jeweils zwischen Pendelarm und Lot nimmt. (Also wenn man zwischen beiden Pendelarmen einen Winkel von 133,5° hätte.)

Es hängt also an der Winkeldefinition. Waren Aufgabenstellung und Funktion des Applets dahingehend eindeutig formuliert?

_________________
Formeln mit LaTeX
Herbststurm



Anmeldungsdatum: 05.09.2008
Beiträge: 412
Wohnort: Freiburg i. Brsg.

Beitrag Herbststurm Verfasst am: 03. Okt 2008 19:45    Titel: Antworten mit Zitat

Ja, das sieht gut aus. Ich stimme para zu smile
wishmoep



Anmeldungsdatum: 07.09.2008
Beiträge: 1342
Wohnort: Düren, NRW

Beitrag wishmoep Verfasst am: 04. Okt 2008 04:37    Titel: Antworten mit Zitat

Hey, danke für das Feedback! Thumbs up!
Also ich bin mir zu 99% sicher, da er das auch vor gut zwei/drei Wochen so an die Tafel gemalt hat, mit dem Winkel von 66,75° zwischen beiden Pendelarmen; zumal das ja auch so in der Aufgabenstellung steht (habe sie 1:1 kopiert) - dort ist keine Rede von einer Senkrechten oder einem Lot. smile

Also schnell noch einmal für die 66,75° zum Lot hin:





Käme hin - da er das aber zu sehr großer Wahrscheinlichkeit NICHT gemeint hat... naja - wie gesagt. Danke!
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