Elektrisches Feld

Chris06 · Gast

Hi

Ich habe hier so eine Physik Aufgabe zum elektrischen Feld mit zwei Kugeln Hilfe

Also die Aufgabe ist: grübelnd

Zwei leitende Kugeln mit einer Gewichtskraft von je 0,3 N hängen an 80 cm langen Fäden. Ihre Aufhängepunkte sind 8 cm voneinander entfernt.

a) Bringt man auf beide Kugeln die gleiche Ladung gleichen Vorzeichens, so entfernen sie sich bis auf 12 cm. Wie groß ist der Betrag der Ladung?

b) Bringt man auf beide Kugeln die gleiche Ladung ungleichen Vorzeichens, so nähern sie sich bis auf 3 cm. Wie groß ist in diesem Fall der Betrag der Ladung?

das ist also die Aufgabe währe schön wenn mir einer Helfe könnte

Mfg Chris06 Gott

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Weißt du schon, wie die Formeln für die Kräfte sind, die auf die Kugeln wirken?

Und vielleicht magst du dir eine Skizze machen, um diese Kräfte mit dem Auslenkungswinkel in Verbindung zu bringen?

Chris06 · Gast

auf deine letzte frage mir der zeichnung. Ich habe eine zeichnung in meinem buch, aber ich muss dazu sagen das in der aufgabe jede kugel an einem faden hängen und die fäden 8 cm auseindander sind.

ich glaube das man da keinen winkel haben kann oder?

Mfg Chris06

Chris06 · Gast

also so ungefähr ist die zeichnung in meinem buch Big Laugh

und die Fäden sind 8 cm auseinander
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ich glaube du dachtest das die zeichnung vielleicht so aussieht oder?

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Chris06 · Gast

ach ja und die Formel für die Kräfte die auf die Kugeln wirken habe ich auch keine Ahnung grübelnd

weiß du die Formel?

also wie du siehst bin ich voll ein Physik ass Big Laugh

Mfg Chris06 LOL Hammer

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5787 Wohnort: Heidelberg

Hallo!

Ich glaube, dass dermarkus schon das richtige gemeint hat. Ich hab' mal eine kleine Skizze gemacht. Leider sieht man die Auslenkung nicht so doll. Ich habe versucht das maßstabsgetreu zu machen. Vielleicht muß man aber einen größeren Ausschlag wählen, um das deutlicher zu zeigen.
Aber erstmal die Skizze.

Gruß
Marco

Gast

Also ich habe jetzt auch mal eine Zeichnung versucht vielleicht kann man die Aufgabe besser verstehen ????? grübelnd

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5787 Wohnort: Heidelberg

Genau!

Schau Dir für die Kräfte vielleicht erst mal diesen Thread an:
http://www.physikerboard.de/topic,5765,-geladene-kugel-im-e-feld%3A-auslenkung-bewegung.htm
Dort hat man auch schon so ein Pendel.

Gruß
Marco

Chris06 · Gast

also ich habe es jetzt mal so ausprobiert wie Kotelett in dem Link von as_string gemacht hat

als 1. habe ich mir gedacht das die Fäden den gleichen Anfangs Punkt haben. ich glaube das es egal ist ab die nun 8 cm auseinander sind oder nicht, die Auslenkung der Kugeln bleibt ja gleich

als 2. habe ich es auch mit dem Winkel probiert und da bin ich auf

gekommen das ist bestimmt schon falsch weil das dreieck ja nicht recht winklig ist oder?

also hier meine rechnung für

abstand der Kugeln(12 cm) / läng des Fadens(80 cm)
und so habe ich weiter gerechnet, da ich ja schon

mit 0,3 N habe

und das ergebnis ist dann

als 3. habe ich einfach vorausgesetzt das beide kugeln die gleiche anzahl von ladungen haben das dann also

ist

ich hoffe mal das ist nicht falsch grübelnd

dann habe ich mir der Coulombschen Formel nach Q umgestellt und versucht alles gegebenen werte einzutragen

und als ergebnis habe ich

das ist ganz schön hoch denke ich mir also ist das was ich gerechnet habe bestimmt alles falsch traurig

hier ist noch die formel mir der ich Q ausgerechnet habe

vielleicht habt ihr ne ahnung was ich falsch gemacht habe

danke schon mal für die guten tipps die noch kommen werden

Mfg Chris06

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5787 Wohnort: Heidelberg

Wieso gehst Du vom selben Aufhängepunkt aus? Das ist doch dann nicht das selbe! Der Winkel wird doch dann ganz anders und damit auch die Kraft, die in horizontaler Richtung auf die Kugeln jeweils ausgeübt wird.
Außerdem mußt Du so wie so die Auslenkung eines einzelnen Pendels betrachten und das wäre dann nicht 12cm sondern die Hälfte, auch wenn die beiden an einem Punkt aufgehängt wären. Der Winkel, den Du ausgerechnet hast, stimmt also hinten und vorne nicht! unglücklich

Wenn die Pendelaufhängpunkte 8cm auseinander liegen und die Enden der Pendel 12cm, um wie weit ist dann jedes Pendel ausgelenkt?
Das mit dem Tangens stimmt schon. Die Auslenkung ist ja waagerecht gemessen und die Ruhelage des Pendels geht senkrecht nach unten. Hier hast Du also ein rechtwinkliges Dreieck.
Schau Dir nochmal die Zeichnung genau an und Zeichne am besten von Hand die Dreiecke ein, dann wirst Du das wahrscheinlich leichter sehen können.

Gruß
Marco

Chris06 · Anmeldungsdatum: 12.06.2006 Beiträge: 4

hier kommt nei neuer vorschlag wie ich es machen würde
für Aufgabe a)

ich habe hier nur einen Faden mir Kugel betrachtet

geg.:

jetzt

errechnen:

jetzt

errechnen:

jetzt

errechnen:

werte eingesetzt:

ergebnis:

ich glaube, das diese rechnung etwas besser ist

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5787 Wohnort: Heidelberg

Gut, jetzt sieht das mit dem Pendel schon besser aus! Allerdings: Fc/Fg ist eigentlich der Sinus, nicht mehr der Tangens. Allerdings ist der Unterschied nicht groß im Ergebnis, weil die Winkel recht klein sind.

Allerdings verstehe ich nicht, warum Du für das r bei der Coulombkraft jetzt 0,02m einsetzt. Was bedeutet dieses r? Wie groß müßte es also bei Dir sein?

Gruß
Marco

Chris06 · Anmeldungsdatum: 12.06.2006 Beiträge: 4

also das r ist der abstand zwischen der Ausganskugel und der kugel die ausgelnkt wurde. Am Anfang sind es doch 8 cm dann werden doch die kugeln auf insgesamt 12 cm ausgelenkt.

also heißt es doch das vom ausganspunkt 2 cm zu jeder kugel dazu gekommen sind.

daher habe ich r = 2 cm

jetzt einefrage zum Sinus

soll ich beim winkel auch schon mit dem Sinus rechnen oder erst wenn ich Fc ausrechne mit Sinus rechnen? grübelnd

gruß Chris06

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5787 Wohnort: Heidelberg

Das r bei der Formel für die Coulombkraft ist der Abstand zwischen den beiden Kugeln, also nicht 2cm sondern 12cm. Die elektrostatische Kraft hängt doch von Abständen zu anderen Ladungen im Raum zu einem bestimmten Zeitpunkt ab und nicht von der Position vorher und dann von der Postition nachher oder so... grübelnd

Das mit den Winkel ist so wie so nicht ganz so einfach. Ich habe mir das auch gerade nochmal überlegt und gesehen, dass das mit Sinus so auch nicht ganz stimmt.
Normalerweise nimmt man in so einem Fall so wie so die "Kleinwinkelnäherung" und sagt, dass Sinus und Tangens für diese Winkel ziemlich genau den selben Wert haben. Du kannst also direkt

hinschreiben. Wie's genau ist muß ich mir auch erst nochmal überlegen...

Gruß
Marco

Chris06 · Anmeldungsdatum: 12.06.2006 Beiträge: 4

ja du hast recht mit dem r, das ich bei dem Fc ausrechnen 12 cm nehmen muss.

aber bei dem Winkel kann ich doch r = 2 cm nehmen oder? grübelnd

aber ich brauch ja auch nichts mit winkel rechnen ich kann ja die formel nehmen

oder?

Mfg Chris06

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5787 Wohnort: Heidelberg

Ja, so ist es richtig. Das r im Coulomb-Gesetz hat nichts mit dem "r" der Auslenkung eines der Pendel zu tun. (Also, zu tun schon... Das r in Coulomb ist immer 2*r(Pendel)+8cm, aber es ist eben ein ganz anderes r, die nur über diese Formel zusammenhängen...)

Ich würde auch einfach die Formel mit dem Verhältnis Auslenkung zu Länge = Kräfteverhältnis nehmen. Ich habe mir das nochmal etwas genauer angeschaut und glaube inzwischen, dass die Formel sogar exakt ist. Bei diesen kleinen Winkeln ist es aber auf jeden Fall richtig.

Gruß
Marco

Chris06 · Anmeldungsdatum: 12.06.2006 Beiträge: 4

Danke Marco für deine Hilfe Gott

bei der Aufgabe und auch den anderen danke die versucht haben mir zuhelfen Big Laugh

Mfg Christian