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Gast
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 Gast Verfasst am: 29. Sep 2005 18:17 Titel: Kugel im E-Feld |
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Hallo,
zum besseren Verständnis meiner Frage habe ich eine kleine Skizze angehängt.
Nun zur Frage:
Eine elektrische neutral geladene Kugel ( neutral geladen = ausgleich positiver und negativer Ladungen) wird in ein homogenes E-Feld zwischen zwie Kondensatorplatten an einer Schnur gehalten.
Die Kugel wird zu einer Seite der Platte näher hingehalten.
Nun wird die Spannung an dem Plattenkondensator hochgedrückt.
Was passiert?
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Gast
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| Gast Verfasst am: 29. Sep 2005 18:19 Titel: |
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sorry skizze geht doch nicht hoffe ihr verstehts trotzdem
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yeti777
Anmeldungsdatum: 10.11.2004
Beiträge: 160
Wohnort: Schweiz
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| yeti777 Verfasst am: 29. Sep 2005 18:35 Titel: |
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Was geschieht denn deiner Meinung nach und mit welcher Begründung?
Beachte die Boardregeln.
Gruss yeti
_________________
Ich weiss, dass ich nichts weiss.
Sokrates 470 - 399 v.Ch. |
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Gast
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| Gast Verfasst am: 29. Sep 2005 20:40 Titel: |
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die kugel bleibt so weil die ja keine auf sie ja keine kraft einwirkt.
Es gilt ja E= F/Q
F= E*Q
und Q ist ja 0 oder??
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Gast
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| Gast Verfasst am: 30. Sep 2005 19:07 Titel: |
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was sagst du dazu yeti?
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bishop
Moderator
Anmeldungsdatum: 19.07.2004
Beiträge: 1133
Wohnort: Heidelberg
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| bishop Verfasst am: 30. Sep 2005 20:52 Titel: |
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denk mal an die Ifluenz..^^
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Ein Physiker ist jemand, der über die ersten drei Terme einer divergenten Reihe mittelt |
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Gast
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| Gast Verfasst am: 01. Okt 2005 10:21 Titel: |
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ja ok ,aber wenn sich die influenzladungen genau gleichmäßig verteilen, ist doch ein kräftegleichgewicht,oder?
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Gast
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| Gast Verfasst am: 02. Okt 2005 12:07 Titel: |
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oder was meint ihr noch?
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bishop
Moderator
Anmeldungsdatum: 19.07.2004
Beiträge: 1133
Wohnort: Heidelberg
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| bishop Verfasst am: 02. Okt 2005 15:46 Titel: |
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ja nö, da ja die Kugel näher an einer Platte ist, gibt es anziehung zwischen der Platte und den (gegengesetzt gepolten) Influenzladungen, die ja entstehen
_________________
Ein Physiker ist jemand, der über die ersten drei Terme einer divergenten Reihe mittelt |
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Gast
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| Gast Verfasst am: 02. Okt 2005 21:26 Titel: |
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das heisst???
Aber im homogene Feld sind die Kräfte ja überall gleich
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yeti777
Anmeldungsdatum: 10.11.2004
Beiträge: 160
Wohnort: Schweiz
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| yeti777 Verfasst am: 03. Okt 2005 11:15 Titel: Re: Kugel im E-Feld |
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| Anonymous hat Folgendes geschrieben: | Hallo,
Eine elektrische neutral geladene Kugel ( neutral geladen = ausgleich positiver und negativer Ladungen) wird in ein homogenes E-Feld zwischen zwie Kondensatorplatten an einer Schnur gehalten.
Die Kugel wird zu einer Seite der Platte näher hingehalten.
Nun wird die Spannung an dem Plattenkondensator hochgedrückt.
Was passiert? |
Die Kugel ist elektrisch neutral. Sie hat aber eine endliche Ausdehnung (kein Punkt!) und deshalb findet durch Influenz eine Ladungstrennung (Leiter) oder eine Polarisation (Nichtleiter) statt. Siehe Skizze. Wäre die Kugel mathematisch exakt in der Mitte zwischen den Kondensatorplatten, so würden sich die COULOMB-Kräfte aufheben.
 , COULOMB-Gesetz
Praktisch ist das unmöglich. Zudem heisst es in der Aufgabestellung:"Die Kugel wird zu einer Seite der Platte näher hingehalten." Bezüglich der Abstände gelte  , siehe Skizze. Die Ladungen sind zwar gleich, aber wegen den unterschiedlichen Abständen wird die Kugel jetzt gemäss COULOMB-Gesetz zur näher liegenden Kondensatorplatte hingezogen.
Die Kugel ist wie ein Pendel an einer Schnur aufgehängt. Gleichgewicht tritt ein, wenn sich die positive Kraft  und die Summe von negativer Kraft und rücktreibender Kraft (infolge Gewicht der Kugel)  die Waage halten.
Jetzt wird die Spannung an den Kondensatorplatten erhöht. Als Folge davon steigt die Ladung des Kondensators ( ). Die Influenz verstärkt sich, dh. die Ladungen auf der Kugel werden noch stärker getrennt (polarisiert).
Hier weiss ich im Moment nicht weiter. Aus dem COULOMB-Gesetz lässt sich keine Bewegung ableiten, denn die elektrischen Kräfte (siehe Zähler des COULOMB-Gesetzes) kompensieren sich. Auf der anderen Seite erwarte ich eine Bewegung aus Gründen der Kontinuität, denn kein Feld => Kugel hängt senkrecht, Feld <> 0 => Kugel wird ausgelenkt. Das geschieht doch sicher nicht sprunghaft. Vielleicht kommt hier die räumliche Ausdehnung der Kugel ins Spiel. Schlicht: Ich kann die Frage nicht beantworten.
Es wäre deshalb gut, wenn sich ein Vollblutphysiker zu der Aufgabe äussern würde.
Gruss yeti
PS. Ich habe heute eine PN an Bruce geschickt.
| Beschreibung: |
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Download |
| Dateiname: |
Influenz.JPG |
| Dateigröße: |
33.71 KB |
| Heruntergeladen: |
2369 mal |
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Ich weiss, dass ich nichts weiss.
Sokrates 470 - 399 v.Ch.
Zuletzt bearbeitet von yeti777 am 04. Okt 2005 12:14, insgesamt 2-mal bearbeitet |
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Gast
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| Gast Verfasst am: 03. Okt 2005 15:32 Titel: |
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Vielen dank @ yeti!
Nur bräuchte ich beim Ergebnis noch den Teil dass sich die Kräfte ausgleichen!
Also hats hier Vollblutphysiker??? 
Danke!!!
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Bruce
Anmeldungsdatum: 20.07.2004
Beiträge: 537
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| Bruce Verfasst am: 13. Okt 2005 16:17 Titel: |
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Jo Yeti777  ,
ich habe die mail bekommen und hier ist meine Antwort:
Auf den Schwerpunkt der Kugel wird durch das elektrische Feld keine
resultierende Kraft übertragen, unabhängig davon wo sich die Kugel
im Kondensator befindet und welche Spannung zwischen den Kondensator-
platten besteht! Das elektrische Feld des Kondensators ist homogen,
d.h. egal wo sich die Kugel im Kondensator befindet, bei gegebener
Feldstärke (oder Spannung) findet man für jede Position der Kugel
im Feld die gleiche Ladungsverteilung in bzw. auf der Kugel. Wenn
diese Ladungsverteilung mit ) bezeichnet
wird, dann gilt für die Kraft auf den Kugelschwerpunkt
\vec{E}(\vec{r})\,dV\;=\;\vec{E}\,\int\limits_{Kugel}\rho(\vec{r})\,dV\;=\;0)
da die Kugel elektrisch neutral und E ortsunabhängig ist.
Aufgrund der speziellen räumlichen Symmetrien des Problems ergibt
sich stets eine Ladungsverteilung, die auch kein resultierendes
Drehmoment auf die Kugel zuläßt.
Fazit: Das einzige was passiert ist, daß sich die Ladungsverteilung in bzw.
auf der Kugel mit der Spannung zwischen den Kondensatorplatten
verändert, ansonsten passiert gar nichts!
Gruß von Bruce
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yeti777
Anmeldungsdatum: 10.11.2004
Beiträge: 160
Wohnort: Schweiz
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| yeti777 Verfasst am: 16. Okt 2005 14:04 Titel: |
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Hallo Bruce!
Herzlichen Dank für die kompetente Antwort! Hat mir sofort eingeleuchtet. Was mich noch wundert, ist: Worin besteht der Denkfehler bei Anwendung von Influenz und COULOMB-Gesetz? Sehe nicht klar, obwohl deine Antwort völlig eindeutig ist.
Gruss yeti
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Ich weiss, dass ich nichts weiss.
Sokrates 470 - 399 v.Ch. |
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Speedy
Anmeldungsdatum: 29.09.2004
Beiträge: 91
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| Speedy Verfasst am: 16. Okt 2005 15:33 Titel: |
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Du betrachtest mit dem Coulomb Gesetzt 2 Ladungen im Radialfeld, da aber im Plattenkondensator ein homogenes Feld vorhanden ist wirkt dieses auf die Kugel. Influenz tritt zwar auf, aber diese ist, wie Bruce sagte, egal, da im homogenen Feld überall die selbe Feldstärke herrscht. Einfach gesagt, wie der Gast am Anfang:
Und da  null ist, ist auch die Kraft auf die Kugel null
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keine Gewähr, verbessert mich bitte, falls ich falsch liege (aber bitte nicht bei der Rechtschreibung) |
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