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Ladungen von Körpern die sich abstoßen und Widerstand
 
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masterplayer
Gast





Beitrag masterplayer Verfasst am: 25. Sep 2004 20:58    Titel: Ladungen von Körpern die sich abstoßen und Widerstand Antworten mit Zitat

Hi

1. wir haben von unserem Lehrer folgende Aufgabe bekommen:

Zwei gleich geladene Kugeln der Masse 2g hängen an 1,8m langen Fäden und stoßen sich um 15 cm voneinander ab. Wie groß ist die Ladung auf den Kugeln? (dazu ist zu sagen das es kugelförmige Ladungen sind und sich waagerecht abstoßen)
Zeichne das Feldlinienbild um diese beiden Kugeln und weise nach , dass die Feldstärke in der Mitte der beiden Kugeln gerade 0 ist!
Welche Feldstäre herrscht in 3cm Entfernung von der Mitte der beiden Kugeln?

meine Lösung: ich habe die Kraft(die auf eine Kugel von der mitte des abstandes aus wirkt) ersteinmal ausgerechnet über eine Skizze(dazu habe ich einen winkel ausgerechnet und später über den tangens die Kraft ausgerechnet ( tan a = F (karft auf eine Kugel) / Fg (gewichtskraft) )
so komme ich auf eine Kraft von 0,0082 N.

Jedoch ist meine frage, da es ja eigentlich 2 kräfte gibt in entgegengesetzte Richtungen mit dem gleichen Kraftbetrag gibt, ob ich die Kräfte addieren muss , um damit weiter die Ladungen der Kugeln zu berechnen, oder nur die 0,0082 N verwenden muss.

Weiter bin ich dann mit dem coloumbschen Gesetz auf eine Ladung von 0,25 mikrocoloumb gekommen. Jedoch weiß ich leider auch da nicht ob ich für r (der Abstand der Massenpunkte) 15 cm oder 7,5 cm nehmen muss.
Könnte bitte einer prüfen ob mein Rechenweg /ergebnisse okay sind.

Und es ergibt sich für mich auch noch ein Problem mit dem Nachweis , dass in der Mitte der Kugeln die Feldstärke 0 ist. Vom denken her kann ich es erklären, doch leider fehlen mir die Ansätze umd as physikalisch zu beweisen(muss ich irgendetwas 0 setzen??? den radius vielleicht , doch warum?) und damit komme ich gleich zu der Frage wie ich die Feldstärke in 3 cm entfernung berechne(ich denke wieder etwas mit dem radius, doch was???)

zur 2. aufgabe: Eine Glühlampe( 6 v , 2,4 W) soll mit einer Blockbatterie
( 9 V) betrieben werden. Dimensioniere einen Vorwidersatnd, so dass an der Glühlampe die volle Leistung umgesetzt wird.

Mein Ansatz:
ich habe ersteinmal die Stromstärke berechnet und kam 0,4 Ampere.DOch nun müsste ich ja den Widerstand über R= U / I berechnen.
Doch welchen Wert setze ich für U ( 9 volt, oder 6 volt oder die different sprich 3 volt) ein und warum?

schon mal ein großes dankeschön an alle die helfen!

thx

mfg
Nikolas
Ehrenmitglied


Anmeldungsdatum: 14.03.2004
Beiträge: 1873
Wohnort: Freiburg im Brsg.

Beitrag Nikolas Verfasst am: 25. Sep 2004 22:09    Titel: Antworten mit Zitat

Ich sag mal was zur 2. Aufgabe:
Über P= U*I bist du ja wahrscheinlich an die I=0,4A gekommen. Dann interessiert dich die Schaltung erstmal nicht. Die Angabe auf der Birne heisst ja: Bei U=6v verbrauch ich 2,4 W. [In der Produktion weiss ja niemand, wo du die Birne reinsetzt]. Also kannst du dann beim Widerstand die angegebenen 6 V annehmen. Dann komm ich auf R=15(Ohm). Dann hast du eine Reihenschaltung, bei der an der Birne 2/3 der Spannung abfallen soll, also muss der Vorschaltwiderstand eine andere Größe haben.

Und zur 1. Frage: [Bitte pro Frage einen Thread, sonst findet man bald nichts mehr] [Bitte Zerreissen!!]

Zur der Feldstärke in der Mitte:
Du könntest so argumentieren: Die resultierende Kraft ist ja die Vektorsumme aus den beiden FeldKräften. Da die beiden Vektoren auf der Verbindungslinie linear abhängig sind (auf einer Linie liegen), kannst du einfach die Beträge zusammenzuzählen um die Gesamtstärke auszurechnen. Also in der Mitte gilt dann:
[x=4piE0)E(r)] //kurz zusammengefasst, damit ich nicht so viel schreiben muss
E1=Q/(x*r²) und E2=-Q/(x*r²) [Geht ja in die andere Richtung]

Also: E(ges)=E1+E2=......= 0 [n/Cb]

Zitat:
Welche Feldstäre herrscht in 3cm Entfernung von der Mitte der beiden Kugeln?

Wenn du die Feldstärke 3cm neben dem Mittelpunkt einer Kugel berechnen willst, kannst du dass erstmal mit E(r)=Q/(x*r²) machen. Dann musst du aber das andere Feld beachten! [Siehe Bild] Beide schwarzen Punkte sind 3cm vom Mittelpunkt der linken Ladung entfernt. Wie angedeutet, ist die resultierende aber sicher nicht gleich. Also musst du E1 und E2 ausrechnen und dann was dazu sagen.


So, ich hoffe das hilft dir ein bischen weiter und ich hab nichts falsch gemacht. Bei solchen Beiträgen macht das helfen aber richtig Freude, weil es nicht nur eine Frage ohne ein Zeichen von eigenem Bemühen war, sondern eine durchdachte Frage.



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Nikolas, the mod formerly known as Toxman.
Erwarte das Beste und sei auf das Schlimmste vorbereitet.
Gast






Beitrag Gast Verfasst am: 26. Sep 2004 11:49    Titel: Antworten mit Zitat

Vielen Dank Toxman , du hast mich wieder auf die richtige Spur gebracht! Wink
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