Coulombsches Gesetz Aufgabe

physiklkneu · Anmeldungsdatum: 29.08.2010 Beiträge: 38

Meine Frage:
Gegeben ist ein 2m langer Faden an dem eine kleine Kugel mit der masse=2g hängt (aufgeladen mit 1,2*10^-8C).Der Faden ist 20cm vom Mittelpunkt ausgelenkt.Sie ist also 20 cm von der großen Kugel entfernt.
Frage: Wie groß ist die Ladung der großen Kugel?

Meine Ideen:
Ich denke mal es hat was mit dem Coulomschen Gesetz zu tun.

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Einverstanden smile

Wie würdest du damit anfangen hier ran zu gehen? Wie lautet es, und welche Werte daraus kennst du bereits aus der Aufgabenstellung?

Welche anderen Dinge, außer dem Coulomschen Gesetz, spielen hier außerdem noch mit rein? Magst du dir mal eine Skizze machen, um das übersichtlich darzustellen?

physiklkneu · Anmeldungsdatum: 29.08.2010 Beiträge: 38

Eine Skizze habe ich mir schon gemacht.Gesucht ist die Ladung groß Q.
Beim Coulombschen Gesetz sind alle Werte außer Groß Q gegeben. Die Schwerkraft spielt auch eine Rolle.

physiklkneu · Anmeldungsdatum: 29.08.2010 Beiträge: 38

Oder muss ich vll erstmal die Kraft F ausrechnen?
F*s=Epot=m*g*h -> h ist die höhe um die die 2g angehoben werden
h kann ich dann ausrechnen wenn ich bei der Zeichnung Satz des Pythagoras anwende oder?

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Klingt gut smile

Magst du deine Skizze mal hier zeigen und dann sagen, wie du damit eine Formel aufstellen kannst, die dir hier weiterhilft? Wie weit kommst du dabei bisher schon auf dem Weg von Skizze machen, damit Formeln aufstellen, Formeln umstellen, und ausrechnen des Ergebnisses?

physiklkneu · Anmeldungsdatum: 29.08.2010 Beiträge: 38

Leider weiß ich nicht wie ich eine Skizze hier zeigen kann. Aber nachdem ich F ausgerechnet hab habe ich ja alle Formeln außer Q dann kann ich ja nach Q umstellen und rechnen?[/img]

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Eine Skizze (zum Beispiel als jpg-Datei, <80kB), kannst du einfach als Attachment hier hochladen (unten in dem Fenster, in dem du die Beiträge schreibst). Erstellen kannst du die Datei zum Beispiel einfach mit Paint.

Was du bisher erzählst, klingt soweit alles recht vernünftig. Wenn du genauere Tipps oder detailliertere Hilfestellungen möchtest oder zu brauchen glaubst, zeige am besten genauer, was du machst (Zeichnung, Formeln, ...), dann sehen wir hier viel leichter, was schon prima läuft und wo noch ein Tipp helfen kann.

physiklkneu · Anmeldungsdatum: 29.08.2010 Beiträge: 38

Da steht die Erweiterung von bmp ist verboten?

physiklkneu · Anmeldungsdatum: 29.08.2010 Beiträge: 38

physiklkneu · Anmeldungsdatum: 29.08.2010 Beiträge: 38

h ist die höhe um die die 2g angehoben werden.
Jetzt kann ich Epot ausrechnen.
Epot=0,002kg*9,81m/s^2*0,001m
Epot=1,962*10^-5

F=1,962*10^-5/0,2m
F=9,81*10^-5

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Prima, so eine Skizze kann in der Tat hilfreich sein smile

Nun habe ich aber nicht verstanden, was du da mit den Formeln für die potentielle Energie, und für ein F rechnen wolltest.

mögliche Tipps:

* Wenn du eine Formel verwendet, schreibe gerne immer erstmal die Formel in ihrer Form mit "Buchstaben" hin, und dann erst mit konkreten Werten. Denn erstens sieht man da besser, welche Formeln du meinst, und zweitens ist es ja oft auch erstmal nötig, nur mit Buchstaben zurechnen, bevor es Sinn macht, konkrete Werte einzusetzen, um am Ende den Wert des Endergebnisses auszurechnen.

* Wenn du mit konkreten Werten rechnest, achte darauf, dass du unterwegs die nötigen Einheiten nicht vergisst. Ohne Einheiten sind solche Rechnungen nicht nur falsch, sondern auch schwerer lesbar und unnötig fehleranfällig, weil du dich damit der Chance auf Einheitenkontrolle selbst beraubst.

* Schreibe auch in der Skizze deine Bezeichnungen am besten erstmal nur in Buchstabenform dran. Eine Liste der Variablen, für die du die konkreten Werte schon kennst, kannst du ja problemlos auch extra in den Text deiner Aufgabenlösung schreiben.
Und vergiss vor allem nicht, die Gelegenheit der Skizze zu nutzen, all die Buchstabenbezeichungen in der Skizze dranzuschreiben, die du dann daraus fürs Rechnen verwendet möchtest.

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Nun hast du da bisher mit ein paar Formeln irgendwelche Dinge ausgerechnet, für die du schon alle Zahlenwerte hattest. Ob das auch die Dinge sind, die du für die Lösung der Aufgabe gut brauchen können wirst, ist aber nicht gesagt.

Du hast oben gesagt, das hätte was mit dem Coulombgesetz zu tun. In deiner Rechnung habe ich aber bisher noch gar keine Formel für eine Coulombkraft wiedererkannt.

Vorschlag:

* Magst du erst mal all die Formeln in "Buchstabenform" zusammenstellen, die du hier für nützlich hältst und fürs Lösen der Aufgabe bereutlegen möchtest?

* Und magst du gerne in deine Skizze die Kräfte einzeichnen, von denen du oben schonmal gesprochen hast, und die Kräfte, von denen du meinst, dass sie hier eine Rolle spielen? Gerne einfach als Pfeil mit Buchstaben dran.

physiklkneu · Anmeldungsdatum: 29.08.2010 Beiträge: 38

Erstmal danke für die Tipps.
Also ich hab mir erstmal das Coulomb Gesetz angeguckt.

F=1/4pi*E0*q*Q/r^2

Jetzt hab ich mir gedacht alles ist gegeben außer F und Q.
Um ein Ergebnis zu bekommen für Q muss ich ja nach Q umstellen.
Aber ich kann dann Q trotzdem nicht ausrechnen weil F noch fehlt.
Um F auszurechnen habe ich diese Formel aufgestellt:
F*s=Epot=m*g*h
Dann hab ich F ausgerechnet (s.o.)
Jetzt stell ich die Formel nach Q um:
F*4pi*E0*r^2/q=Q

E0=el. Feldkonstante

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Ach so, du hast du Formeln genommen, und zum Beispiel einfach mal mit

F*s = E_pot

gerechnet? Woher kennst du diese Formel? Was ist die Kraft in dieser Formel, und was macht sie? Passt sie also zu dem, was hier in der Aufgabe passiert, oder nicht?

Magst du mal in deiner Skizze möglichst viel von dem einzeichnen, was in dieser Aufgabe passiert, und damit überlegen, ob du Formeln kennst, die in den Zusammenhang dieser Aufgabe passen können?

physiklkneu · Anmeldungsdatum: 29.08.2010 Beiträge: 38

Welche formel brauche ich denn noch?

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

hoppla, das war nochmal dieselbe Skizze wie oben. Wolltest du gerade statt dessen ein neues Bild mit den inzwischen erhaltenen Tipps malen und reinstellen?

physiklkneu · Anmeldungsdatum: 29.08.2010 Beiträge: 38

Wir haben die Aufgabe in der Stunde zsm gelöst du hattest Recht man kann die Aufgabe nicht mit der Formel für die Lageenergie ausrechnen.
Woran liegt das eig. das dass nicht geht kann mir das mal jemand erklären?

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

physiklkneu · Anmeldungsdatum: 29.08.2010 Beiträge: 38

Es wäre echt nett wenn mir jemand das mal konkret erklären würde ?
Weil aus diesen ganzen texten die ihr geschrieben habt kann ich keine nützliche information finden.Außerdem hat es ja in der Aufgabe mit der Formel geklappt Aber warum nicht bei dieser ?Warum kann man die Aufgabe so nicht lösen?

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Magst du mal erklären, physiklkneu, wie du auf den Gedanken gekommen bist, die Formel E=F*s könnte hier für diese Aufgabe passen?

Welche Bedeutung haben für dich das E und das F in dieser Formel, und welche Energie oder welche Kraft in dieser Aufgabe würden deiner Meinung dazu wirklich passen?