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Zwei leitende Kugeln mit einer Gewichtskraft von je 0,3 N hängen an 80 cm langen Fänden.

Ihre Aufhängepunkte sind 8,0 cm voneinander entfernt.

a) Bringt man auf die 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 auf 3,0 cm.

Wie groß ist in diesem Fall der Betrag der Ladung?

von

2 Antworten

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Beste Antwort

Salut,


die zwischen den Ladungen vorhandene Coulombkraft FC ist gleich der Rückstellkraft FR eines ausgelenkten Pendels.

Somit gilt:

Q2  /  ( 4π * ε0 * r2)  =  (FG / l) * y

(y gibt dir dabei die Auslenkung an.)

Umgestellt nach Q:

Q  =  √( 4π * ε0 * FG * y / l ) * r

Die Auslenkungen y berechnest du vorab folgendermaßen:

(a) geg:  d = 8 cm, r = 12 cm

⇒ y =  4 cm / 2 =  0,02 m

(b) geg:  d = 8 cm, r' = 3 cm

⇒ y'  =  5 cm / 2  =  0,025 m 


Nun sind alle benötigten Werte vorhanden und der Rest ist Einsetzen in obige Formel:

Teilaufgabe (a):

Q  =  √( 4π * 8,854 * 10-12 As V-1 m-1 * 0,3 N * 0,02 m  / 0,8 m )  *  0,12 m

Q  =  1,096 * 10-7 C


Teilaufgabe (b):

Q'  =  √( 4π * 8,854 * 10-12 As V-1 m-1 * 0,3 N * 0,025m / 0,8 m ) * 0,03 m

Q'  =  3,063 * 10-8 C


Vielleicht wird dir die Aufgabe dadurch etwas klarer.


Schönes Wochenende :)

vor von 4,6 k

Moin, vielen Lieben Dank. Ich verstehe es allerdings nicht wie du die Rückstellkraft eingebracht haben. Kannst du mir eine zeichung zeigen.

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Hallo

 die Kugeln werden nach Beschreibung  jeweils 2 cm ausgelenkt.

für die Coulombkrafr gilt der Radius 12cm. ausserdem wirkt mg also die 0,3N  die vektorielle Addition  der 2 Kräfte wirkt in Richtung des Fadens. wenn du das aufzeichnest kannst du Q bestimmen. Wenn du damit Schwierigkeiten hast, schick deine Zeichnung, und soweit du gekommen bist die Rechnung.

es ist immer gut, wenn du nicht einfach Aufgaben schickst, sondern deine Versuche schilderst sie zu lösen, z,B, welche Formeln kennst du dazu hier Coulombgesetz etwa.

Gruß lul

von 14 k

wie mache ich b? Ich weiß nicht wie groß die Punktladungen sind?

Hallo

 bei b hast du  dieselbe  Art von Rechnung, wie bei a)  für Ladung Q nur jetzt mit entgegengesetztem Vorzeichen, die Coulombkraft wirk also anziehend, statt abstoßend. also wieder die Zeichnung, jetzt ist der Abstand 3cm. also sind sie um 1cm aus der Ruhelage ausgelenkt.

hast du denn a) geschafft, dann wunder mich dass dir b) schwer fällt

Gruß lul

Also bei a musste ich sozusagen Q^2 berechnen und das war ja eine Variable alsp kein Problem

Nun ist bei b aber Q und p die Ladung sind ja nicht mehr glrich weshalb sie sich ja anziehen, wie kann ich p und Q bestimmen?

Hallo

 bei b) ändert sich ja nur das Vorzeichen der Kraft, sie ist jetzt anziehend statt abstoßend.

 wo liegt da das Problem?

Gruß lul

Also muss ich -F = k * q × Q/r^2

Berechnen

Hallo

was du -F nennst weiss ich nicht, du musst F so richten, dass sich die Kugeln anziehen, da di Kraft auf beide wirkt ist ein Vorzeichen schwer zu finden auf die rechte Kugel wirkt eine Kraft nach links, auf die linke eine nach rechts, da sie gleich groß sind, musst du ja nur eine kugel und den Abstand zur zweiten berechnen.

lul

Also F = k × p/r^2??!

ich versehe nix mehr :

|F|=k*Q^2/r^2  Richtung bekannt, was soll jetzt plötzlich p sein? hast du das mit den abstoßenden Kugeln denn inzwischen? dann schreib mal was du da gerechnet hast.

lul

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