Frage Kugel in Kondensator

Code123 · Anmeldungsdatum: 25.05.2017 Beiträge: 29

Hallo, liebes Forum smile

ich sitze grade an einer Aufgabe, bei der ich bestimmen soll, wie sich eine Kugel am Faden mit einer Ladung q im elektrischen Feld eines Kondensators (bekannte Spannung der Quelle) auslenkt. Die Winkel sind nicht bekannt. Ich habe jetzt die Frage, ob ich das einfach mit einer Energiebetrachtung lösen kann. Energie ist zwar halt keine Vektorgröße, aber die Kräfte wirken halt respektive und mir gefällt der Gedanke nicht, von einer Plattenladungsdichte auf eine Coulomb-Kraft zu schließen...
ich hätte einmal E(pot) = q*U und E(pot) = m*g*(l-l*cos(µ))
mit q=Ladung, U 0 Spannung, m = Masse, g= 9,81 m/s**2, l = Fadenlänge,
Problem ist aber, dass ich auf arccos(-0.9995) = 178.12° komme...

ich habe zuerst (q*U) berechnet und dann (m*g*l) ausgeklammert und subtrahiert. Dann habe ich (m*g*l) dividiert und einen Ausdruck für cos(µ) bekommen...
also entweder fliegt die Kugel über der Einspannung, oder die Energiebetrachtung ist BS oder ich habe mich verrechnet und finde den fehler einfach nicht :/

Die ladung der Kugel ist q = 2*10^-9 Coulomb, die Masse ist 1,0 g, die fadenlänge ist 2m, die Quellspannung ist 4,9 kV

Code123 · Anmeldungsdatum: 25.05.2017 Beiträge: 29

Und darf ich überhaupt die Quellspannung benutzen, oder muss ich eine "Ersatzspannung" eben für das bestimmte E-Feld des Kondensators bestimmen? Also über Kondensatorausmaße und U = -E*d für homogene Felder? Das Problem daran ist, dass ich dann erstmal am Kondensator wegen Kapazität und Ladung rumrechnen muss...

Code123 · Anmeldungsdatum: 25.05.2017 Beiträge: 29

"[...] Batterieklemmen, Verbindungsdrähte und die Platten des Kondensators sind Leiter und haben das gleiche Potential; folglich erscheint die gesamte Batteriespannung am Kondensator"

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

Mach mal eine Skizze und stelle sie hier rein. Deine Frage erscheint noch etwas wirr und eine Zeichnung erklärt oft mehr als tausend Worte.

Code123 · Anmeldungsdatum: 25.05.2017 Beiträge: 29

Das ist mein Ansatz da. Ein Problem bei der Energiebetrachtung ist, dass ich nicht wirklich die potentielle Energie, die die Ladung aufnimmt bis zur Auslenkung betrachten kann. Ich kann ja nur die Potentialdifferenz eigentlich zwischen zwei Punkten betrachten. Über Koordinaten und so.

Bei der Kraftbetrachtung bin ich mir nicht so sicher... Kraft ist ja nicht generell mit dem Weg im E- Feld verbunden wie die E-Pot (elektrisch). Bezieht sich dann wahrscheinlich wirklich nur auf die Kraft, die wirkt, wenn die Kugel auf der Stelle bleibt(?)