fallende Ladung durch neutralen/leitfähigen Zylinder

kelloggs · Anmeldungsdatum: 08.06.2014 Beiträge: 244

Hallo,

analog zum fallenden Magneten durch ein leitfähiges Rohr - was passiert wenn man eine elektrische Ladung durch ein leitfähiges Rohr fallen lässt? Gibt es einen vergleichbaren Effekt und wenn ja wie wirkt sich der Effekt auf den Fall der Ladung aus (Google hat keine brauchbaren Suchergebnisse geliefert)?

MechatronikStudent · Anmeldungsdatum: 29.07.2014 Beiträge: 9

Hallo kelloggs,

rein vom Prinzip her wäre meine erste Idee gewesen:
Was passiert beim Bewegen von Ladungen durch einen Leiter? Richtig es entsteht ein Magnetfeld smile

.

kelloggs · Anmeldungsdatum: 08.06.2014 Beiträge: 244

yellowfur · Moderator Anmeldungsdatum: 30.11.2008 Beiträge: 804

Da die Kugel eine bestimmte Ausdehnung besitzt, werden die elektromagnetischen Felder verzerrt und leicht inhomogen, es wird auf jeden Fall Effekte geben. Da du aber ein makroskopisches (großes) Objekt hast mit induzierten Spiegelladungen auf der Oberfläche der Rohre/Wände, kannst du sowas aber vernachlässigen. In erster Näherung fällt die Kugel einfach. Wenn du einzelne Elektronen (mit nur negativer Ladung statt induzierten Spiegelladungen) hättest, wär das was anderes.

kelloggs · Anmeldungsdatum: 08.06.2014 Beiträge: 244

bei der erdachten Anordnung, wo dieser Fall vorkommt, wird es vermutlich einen entscheidenden Unterschied machen (auch im makroskopischen Fall).

Ich habe in einer gratis 2D Physik Simulation (das Programm heißt Cinderella: http://www.cinderella.de/tiki-index.php) den Fall erzwungen, dass zwei Ladungen (eine beweglich mit Masse und die andere fixiert im Koordinatensystem) sich über eine Rampe gegen die Schwerkraft anziehen wobei die Rampe vorzeitig endet und eine Wand ein weiterbewegen verhindert sodass die Masse/Ladung durch die simulierte Schwerkraft nach unten fällt. Es wurde auch eine Reibung simuliert damit das System nicht einfach nur schwingt. Die Masse fällt also zu Boden und findet dort eine Ruhelage - siehe Video hier: https://www.dropbox.com/s/czwi2s1df3aqhcn/Cinderella2%202014-07-30%2022-26-16-77.mkv

wer will kann das Programm herunterladen und die Programmdatei ebenfalls ausprobieren: https://www.dropbox.com/s/ihy3i56320kc6ih/rampe.cdy (es ist zumindest übersichtlicher als die Videodatei)

Was mich nun interessiert ist was passiert wenn die Masse/Ladung in ein leitfähiges Metallrohr fällt. Das Problem ist natürlich, dass bei der 2D Simulation alles vereinfacht berechnet wurde sodass man ein eindeutiges Ergebnis erhält. Ein Metallrohr in die Simulation einzubringen würde eine totale Veränderung des elektrischen Feldes mit sich bringen sodass die vereinfachten Simulationsberechnungen nicht mehr zutreffen würden. Darum habe ich auch im Forumbereich "Sonstiges" nach einer 3D Simulationssoftware gefragt.

Ich möchte also wissen was für Kräfte auf die Masse/Ladung wirken sobald sie in das Metallrohr fällt.