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Geladene Korkbälle an Fäden
 
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Etschbeijer



Anmeldungsdatum: 20.05.2014
Beiträge: 2

Beitrag Etschbeijer Verfasst am: 20. Mai 2014 09:08    Titel: Geladene Korkbälle an Fäden Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Guten Tag,
wir haben folgende Aufgabe erhalten:
Zwei Kugleförmige Korkbälle mit der Masse m=0,1g sind an zwei dünnen Fäden der Länge l=0,5m an einem gemeinsamen Punkt A aufgehängt. Die beiden Korkbälle sind mit der gleichen Ladung Q positiv aufgeladen. Der Winkel zwischen den beiden Fäden beträgt 24°.
Berechnen Sie die Ladung Q!

Meine Ideen:
So, als ersten Ansantz hatte ich die Idee zunächst die Arbeit zu berechnen welche benötigt wird damit die Kugeln abgelenkt werden.
Hierzu habe ich die "Gewichtskraft" bei der Länge 0,5m einmal in Abhängigkeit und ohne die Abhängigkeit des Winkels 12° berechnet.
Wg= m*g*l
Wn= m*g*l*cos(12°)
W= Wg-Wn= 0,000012 Nm/s^2
Ist das der richtige Ansatz, denn ich frage mich ob diese Kraftdifferenz die Kraft ist, welche durch das elektrische Feld erzeugt wird, denn dann könnte man die Länge r berechnen und darüber Q.
Vielen dank für eure Hilfe im voraus :-)
jumi
Gast





Beitrag jumi Verfasst am: 20. Mai 2014 10:50    Titel: Antworten mit Zitat

Nicht Arbeit, sondern Kräfte berechnen!
Betrachte eine Kugel:
Es wirken drei Kräfte
Gravitationskraft m.g
Fadenkraft Fa
Elektrische Kraft Fe

Gleichgewicht:
Summe der horizontalen Komponenten = 0
Summe der vertikalen Komponenten = 0
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861

Beitrag GvC Verfasst am: 20. Mai 2014 10:51    Titel: Antworten mit Zitat

Etschbeijer hat Folgendes geschrieben:
W= Wg-Wn= 0,000012 Nm/s^2
Ist das der richtige Ansatz, denn ich frage mich ob diese Kraftdifferenz die Kraft ist, welche durch das elektrische Feld erzeugt wird,


Das ist keine Kraftdifferenz, sondern eine Energiedifferenz und bezeichnet die Energie, die benötigt wird, um die Masse m um l*(1-cos12°) anzuheben. Und nein, das ist nicht der richtige Ansatz.

Der richtige Ansatz wird mit einer Skizze deutlich, in der die Kräfte auf eine Masse eingezeichnet sind, nämlich die elektrische Coulombkraft in horizontaler und die Gewichtskraft in vertikaler Richtung. Ihre geometrische Summe ist die Kraft, mit der ein Faden belastet wird. Aus der Skizze ist ersichtlich, dass



Kommst Du damit schon weiter?
Etschbeijer



Anmeldungsdatum: 20.05.2014
Beiträge: 2

Beitrag Etschbeijer Verfasst am: 20. Mai 2014 12:40    Titel: Antworten mit Zitat

Heyho,
vielen dank für die schnellen Antworten.
ja das hilft mir witer, es sit jetzt ja nur das Umstellen der Formel nach Q oder übersehe ich etwas wichtiges?
Ansonsten berechne ich ja mit tan(12°) oder nicht? wenn ich 24° nehmen muss würde ich mich freuen wenn man es mir nochmal erklären kann...
Noch eie Frage dazu wie du das r berechnet hast, das war über den Sekans oder?
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861

Beitrag GvC Verfasst am: 20. Mai 2014 14:21    Titel: Antworten mit Zitat

Etschbeijer hat Folgendes geschrieben:
Noch eie Frage dazu wie du das r berechnet hast, das war über den Sekans oder?


Nein, wenn überhaupt, dann über den Kosekans. Aber warum den wenig bekannten Kosekans benutzen, wenn man doch den Sinus viel besser kennt?

Wenn r der halbe Kugelabstand ist, dann siehst du aus der Skizze, dass

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