Arbeit berechnen

Der Don · Anmeldungsdatum: 12.06.2005 Beiträge: 1

Hallo allerseits

Ich hab mich an folgender Aufgabe versucht:

Eine kleine positiv geladene Kugel A
(Masse M, Ladung Q) hängt an einem
dünnen, masselosen und isolierenden
Faden von der Zimmerdecke herunter.
Eine zweite, kleine und ebenfalls positiv
geladene Kugel B wird aus sehr
großer Entfernung horizontal bewegt,
bis sie sich an der ursprünglichen
Position von Kugel A befindet,
während Kugel A derart ausgelenkt
ist, dass sie um eine Strecke h, im Vergleich
zur endgültigen Position von
Kugel B angehoben wurde.
Berechnen Sie die geleistete Arbeit.

Mein Lösungsvorschlag dazu wäre:

Bis zum Abstand r0, bei dem Coulombkraft und Gewichtskraft genau gleich groß sind, integriere die Coulombkraft nach r (uneigentliches Integral) Das wäre der erste Teil der Arbeit (W1).

Ab diesem Punkt verhalten sich die Kugeln meiner Meinung nach so, als befände sich eine Stange zwischen ihnen, d.h. der Abstand wird nicht geringer und die Kugel am Faden wird angehoben bis die andere ihre Position eingenommen hat. Also müsste die geleistete Arbeit W2 = mgh sein.

konkrete Zahlen bekomme ich damit allerdings nicht. DAher zweifle ich an meinem Lösungsweg. Kann mir jemand helfen?

para · Moderator Anmeldungsdatum: 02.10.2004 Beiträge: 2874 Wohnort: Dresden

1) IPhO-Aufgabe der ersten Auswahlrunde

2) Wenn kein einziger Zahlenwert gegeben ist, wirst du auch als Ergebnis keine konkreten Zahlen bekommen.

Gast

Worin besteht der Unterschied zwischen W1 und W2?
Vergleiche doch mal Energieinhalt zu Beginn und in Endstellung.

Gast

Ab diesem Punkt verhalten sich die Kugeln meiner Meinung nach so, als befände sich eine Stange zwischen ihnen, d.h. der Abstand wird nicht geringer und die Kugel am Faden wird angehoben bis die andere ihre Position eingenommen hat. Also müsste die geleistete Arbeit W2 = mgh sein.

Aha. Fast.

Ari · Moderator Anmeldungsdatum: 01.06.2005 Beiträge: 577 Wohnort: Göttingen