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anybodyElse
Anmeldungsdatum: 28.01.2020
Beiträge: 27
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 anybodyElse Verfasst am: 03. Feb 2020 20:59 Titel: Zwei geladene Styroporkugeln |
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Zwei gleichartige Styroporkugeln der Masse 𝑚 hängen an gleich langen Fäden der Länge 𝑙, die an einem gemeinsamen Aufhängepunkt 𝐴 befestigt sind. Nachdem man die Kugeln mit der gleichen Ladung 𝑞 aufgeladen hat, haben sie einen Abstand 𝑑.
a) Wie groß ist 𝑞? (Hinweis: Betrachten Sie die Kugeln als punktförmig.)
b) Berechnen Sie den Zahlenwert von 𝑞 für 𝑚 = 1 𝑔, 𝑙 = 1 𝑚, 𝑑 = 0,8 m
Ich würde mit der Formel für die Colombkraft ansetzen, mit q_1 = q_2:
Für den Aufgabenteil a) sind jedoch keine Angaben gemacht worden. Wie kann ich die Abstoßungskraft q ohne Radius und wirkende Kraft berechnen? Ist das überhaupt möglich?
b) wieso ist hier sowohl Länge als auch der Abstand gegeben? Für die Colombkraft benötige ich doch lediglich den Abstand zwischen den punktförmigen Ladungen.
Edit: Für alle, die es interessiert (hehe): Mit Aufgabenteil a) ist vermutlich gemeint, welches Vorzeichen (positiv oder negativ) die Größe "q" hat, da hier noch keinerlei Rechenangaben gemacht wurden. Etwas schwammig formuliert, aber passt zur vorherigen Aufgabe aus dem Übungsblatt. Es ging erstmal um das Grundverständnis der Ladungen und danach erfolgt die Rechnerei.
| Beschreibung: |
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| Dateigröße: |
31.7 KB |
| Angeschaut: |
1408 mal |
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Zuletzt bearbeitet von anybodyElse am 03. Feb 2020 22:33, insgesamt einmal bearbeitet |
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Areton
Gast
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| Areton Verfasst am: 03. Feb 2020 21:14 Titel: |
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erstmal ist r=d. r wird in der physik gerne für längen genommen, nicht nur für den radius.
Die Kugeln befinden sich ja im Kräftegleichgewicht, also überleg dir mal, welche Kraft der Coulombkraft entgegen wirken könnte. Kleiner Tipp, es ist die masse angegeben und das experiment findet (wahrscheinlich) nicht in der Schwerelosigkeit statt.
Und wenn du dir dass überlegt hast, überlege dir was sich ändern könnte wenn du eine sehr große oder kleine aufhängung hast.
Zuletzt bearbeitet von Areton am 03. Feb 2020 21:26, insgesamt einmal bearbeitet |
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Areton
Gast
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| Areton Verfasst am: 03. Feb 2020 21:20 Titel: |
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Um das mit der Aufhänge nochmal zu verdeutlichen, überleg dir in welche Richtung die Kräfte wirken und welche dreiecke sich daraus ergeben.
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anybodyElse
Anmeldungsdatum: 28.01.2020
Beiträge: 27
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| anybodyElse Verfasst am: 03. Feb 2020 22:12 Titel: |
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| Areton hat Folgendes geschrieben: | | erstmal ist r=d |
Aber das sind ja wieder die Angaben aus Teilaufgabe b). Normalerweise sollten die Angaben aus der nächsten Teilaufgabe doch nicht für die vorherige gelten, oder? Aber sei's drum.
Ich danke dir für die lange Erklärung. Wenn ich dich richtig verstehe, dann gilt doch in horizontaler Richtung die Abstoßungskraft F_q und nach unten hin die Gewichtskraft F_g = mg. Das wäre dann
Ich hab noch eine Idee. Der Winkel ist ja nicht direkt gegeben, aber
| Zitat: | | Um das mit der Aufhänge nochmal zu verdeutlichen, überleg dir in welche Richtung die Kräfte wirken und welche dreiecke sich daraus ergeben. |
das Dreieck besteht doch aus Länge l, Abstand d bzw. Radius r und dem Winkel, d.h.:
und damit
Stimmt das? und wenn ich die F_g = -mg nehme statt F_g = mg kann ich nicht mehr rechnen aufgrund des Wurzelterms ?
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Areton
Gast
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| Areton Verfasst am: 03. Feb 2020 22:25 Titel: |
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Ohne es nachzurechnen sieht der ansatz sehr gut aus, aber ein kleiner fehler hat sich trozdem reingeschlichen. du musst r/2 nehmen, weil das dreieck mit l und r keinen rechten winkel besitzt
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anybodyElse
Anmeldungsdatum: 28.01.2020
Beiträge: 27
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| anybodyElse Verfasst am: 03. Feb 2020 22:27 Titel: |
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Ahhh! Das war der Punkt, der mich am meisten verwirrt hat. Ich danke dir für deine großartige Hilfe. Ohne dich wäre die Aufgabe unlösbar gewesen. Vielen lieben Dank 
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Areton
Gast
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| Areton Verfasst am: 03. Feb 2020 22:27 Titel: |
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ach so, nimm m*g, es geht ja um beträge und durch den tan ist ja die richtung der kraft mit einbezogen.
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anybodyElse
Anmeldungsdatum: 28.01.2020
Beiträge: 27
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| anybodyElse Verfasst am: 03. Feb 2020 22:29 Titel: |
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Okay. Ich danke dir nochmals! Du hast mir sehr weitergeholfen. 
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Areton
Gast
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| Areton Verfasst am: 03. Feb 2020 22:30 Titel: |
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Bitte! Helfe doch gerne weiter.
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Areton
Gast
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| Areton Verfasst am: 03. Feb 2020 22:56 Titel: |
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Ach halt, da ist noch ein kleiner fehler drinn.
bei dreieck l-r/2 ist ja l die hypotenuse, wärend bei den Kräfte dreieck ich mit der (an)kathete rechne. dreh am besten im geist beider rechtecke so, das der rechte winkel gleich ist und dann überleg dir die seitenverhältnisse, aber wie du schon richtig erkannt hast, haben beide rechtecke die gleichen winkel, nur andere seitenlängen.
sorry für den fehler
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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anybodyElse
Anmeldungsdatum: 28.01.2020
Beiträge: 27
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| anybodyElse Verfasst am: 04. Feb 2020 01:29 Titel: |
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Ach, ich danke dir! Aber:
| GvC hat Folgendes geschrieben: | ^2}}=\frac{1}{\sqrt{\left(\frac{2l}{d}\right)^2-1}}) |
Die Umformung ist nicht richtig und damit die restliche Rechnung falsch.
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 04. Feb 2020 03:57 Titel: |
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| anybodyElse hat Folgendes geschrieben: | Ach, ich danke dir! Aber:
| GvC hat Folgendes geschrieben: | |
Die Umformung ist nicht richtig und damit die restliche Rechnung falsch. |
Du bist ja ganz schön dreist. Wie kommst Du darauf, dass das nicht richtig sei? Wenn Du schon die einfachen Rechenschritte nicht nachvollziehen kannst, überzeugt Dich vielleicht eine Probe, bei der Du die gegebenen Werte mal einsetzt:
Linke Seite der obigen Gleichung:
^2}}=\frac{0,4m}{\sqrt{1m^2-0,4^2m^2}}=\frac{0,4m}{\sqrt{1-0,16}\, m}=\frac{0,4}{\sqrt{0,84}}=0,43643578)
Rechte Seite der obigen Gleichung:
^2-1}}=\frac{1}{\sqrt{\left(\frac{2m}{0,8m}\right)^2-1}}=\frac{1}{\sqrt{2,5^2-1}}=\frac{1}{\sqrt{5,25}}=0,43643578)
Gleich oder nicht gleich?
Oder rein mathematisch. Aber das ist für Dich offenbar nicht nachvollziehbar. Ich schreib's der Vollständigkeit halber trotzdem mal auf:
^2-1}}=\frac{1}{\sqrt{\left(\frac{b}{a}\right)^2-1}})
Ich kann natürlich nicht unbedingt ausschließen, dass ich anschließend in der restlichen Rechnung doch noch irgendwelche Fehler eingebaut habe (das passiert schon mal). Wegen der von Dir monierten Umformung ist die restliche Rechnung jedenfalls nicht falsch. Im Übrigen habe ich sowohl den Zahlenwert als auch die Einheit mehrmals nachgerechnet, so dass ich überzeugt bin, Dir das richtige Ergebnis präsentiert zu haben. Aber vielleicht bist Du daran ja gar nicht interessiert. Falls das so ist, tut es mir leid, mich eingemischt zu haben.
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Areton
Gast
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| Areton Verfasst am: 04. Feb 2020 08:06 Titel: |
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Ich glaub auch das die umformung richtig ist.
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