Abstoßungskraft zwischen geladenen Metallkugeln

Wochenendarbeiter · Anmeldungsdatum: 17.03.2012 Beiträge: 1

Meine Frage:
Hallo zusammen,
ich habe in rahmen meiner Klausurvorbereitung ein, wie ich denke, Physikalisches Problem.
Unzwar habe ich in einer Altklausur die Aufgabe gefunden:

2 metallkugeln haben jeweils einen durchmesser von d=2mm, der mittelpunktsabstand beträgt 3 cm.
Mit welcher kraft stoßen sich die beiden kugeln ab, wenn sie beide auf die spannung U=220V gegen erde aufgeladen worden sind?

Leider weiß ich nicht wie ich das mit diesen Informationen lösen kann :(

Meine Ideen:
Mein bisheriger ansatz war, es über das Coulombsche gesetz zu lösen,
hierfür habe ich die Formel
F=1/(4*Pi*Epsilon0) * (Q1*Q2)/r²

Das problem was ich hier jedoch habe ist das ich nicht weiß wie ich an die Ladung der Kugeln komme.
Gibt es einen zusammenhang zwischen der Spannung und der auf den Kugeln vorhandenen Ladung?

Ich hoffe mir kann wer helfen!

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Wochenendarbeiter2 · Gast

Super, vielen dank das hat mir schonmal sehr geholfen!

Aber ich verstehe nicht wie du auf die letzte Formel kommst.

Ich hab in die Formel

Q=4 * Pi * Epsilon0 * r* U
Jetzt für Q = F/E eingesetzt
und für E dann
E= U/d

damit komme ich dann aber niccht auf die von dir gepostete endformel, denn ich habe weder am r noch am d ein ².
Wie kommst du also dahin?

Wochenendarbeiter3 · Gast

Hat sich erledigt hab meinen fehler gefunden!
Vielen dank für die super hilfe!
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GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Die Kraft zwischen zwei Ladungen ist, wie Du selber schon gesagt hast

Ich habe hier d an Stelle von r benutzt, da ich r bereits für den Radius der Kugeln verwendet habe, es sich in dieser Formel aber um den Abstand der Ladungen handelt. Ferner wissen wir, dass wegen der identischen Kugelabmessungen ihre Kapazitäten und wegen gleicher Spannungen ihre Ladungen gleich sind, also

Q hatten wir gerade zu

bestimmt. Wenn Du das quadrierst und in die Kraftgleichung einsetzt, erhältst Du

Da kürzt sich

einmal raus, und es bleibt stehen

was dasselbe ist, wie ich dir bereits gepostet habe. Ich dachte, das ließe sich einfach nachvollziehen. Ging ja nur um's Einsetzen.

EDIT: Unsere beiden letzten Posts haben sich überkreuzt.

D2 · Anmeldungsdatum: 10.01.2012 Beiträge: 1723

Es ist bekannt, dass das Innere von hohlen geladenen Kugeln Feld frei ist.

Nehmen wir an, dass in so einer evakuierten, geladenen Sphäre eine kleine geladene Kugel ohne Berührung mit der Innenwand platziert ist
Diese kleine Kugel ist deutlich kleiner als sie umgehende Sphäre, schwebt in dieser und hat:
a) gleiches Ladungsvorzeichen
b) entgegengesetztes Ladungsvorzeichen
c) Ladungsaustausch nach der Berührung der Innenwand ist möglich
d) Ladungsaustausch nach der Berührung der Innenwand ist nicht möglich, da Innenwand der Sphäre isoliert ist

Fragen.
-Kann man die Bewegung der kleiner Ladung in Inneren der geladenen Sphäre von außen verfolgen(messen)?
-wird überhaupt eine Bewegung durch Wechselwirkung der Felder entstehen können?
-welche Bewegungsrichtungen können entstehen?
-wenn Außen an die Sphäre eine dritte Ladung nähern wird, wird die kleine Ladung in Innerem der Sphäre diese dritte Ladung wahrnehmen und ihre Position entsprechen korrigieren??