Elektrisches Feld und Ladung < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 09:51 Di 25.04.2006 | | Autor: | Nadel |
| Aufgabe | Gegeben seien zwei Metallkugeln des Druchmessers d=5cm. Sie tragen eine Ladung von [mm] Q_1=3*10^{-8} [/mm] As bzw. [mm] Q_2=1,5*10^{-9} [/mm] As.
a) Bestimmen Sie Feldstärke E und Potential [mm] \phi [/mm] an der Oberfläche der beiden Kugeln!
b) Berechnen Sie die Kraft [mm] F_{el}, [/mm] die zwischen den beiden Kugeln wirkt, wenn sie so aufgestellt werden, dass zwischen ihren Oberflächen eine Distanz von x=2cm besteht!
c) Wie groß sind Potential [mm] \phi [/mm] und Feldstärke E in der Mitte des Zwischenraumes in Teilaufgabe b)?
d) Welche Arbeit [mm] W_{el} [/mm] muß aufgewendet werden, um den Abstand in Teilaufgabe b) auf 1cm zu verringern?
e) Berechnen Sie die Arbeit [mm] W_{el}, [/mm] die erforderlich ist, um eine Probeladung [mm] q=-2*10^{-12} [/mm] As an diesen Punkt zu bringen! |
Hallo,
ich weiß, es sieht viel aus, aber eigentlich habe ich nur zu Aufgabe c) und e) eine Frage. Ich dachte nur, dass das ganze verständlicher wird, wenn ich die komplette Aufgabe hinschreibe. Ich hoffe, ihr könnt mir zum einen ein bisschen beim Verständnis der beiden Fragen helfen und zum anderen wie ich sie am besten ausrechnen kann.
Bei Aufgabe b) habe ich für F=0,001011 N raus. Bei Aufgabe d) für [mm] W_{el}=1,011*10^{-5} [/mm] Nm. Aber wie ich mit welchen Formeln nun Aufgabe c) und e) berechnen kann. Ist mir bis jetzt noch ein Rätsel. Ich hoffe, ihr könnt mir helfen. Vielen Dank schonmal. Gruß Nadel
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 16:05 Di 25.04.2006 | | Autor: | Artus |
Mein Ergebnis zu b lautet [mm] F_{el}=8,254*10^{-5} [/mm] N.
Wie rechnest Du? Hast daran gedacht, dass der Abstand zwischen den Kugelmittelpunkten 7cm beträgt?
Du kannst in Teilaufaufgabe c die Potentiale und Feldstärken jeder einzelnen Kugel berechnen und dann die Einzelpotentiale addieren und die Feldstärken subtrahieren, da diese entgegengesetzt gerichtet sind.
LG
Artus
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(Frage) überfällig  | | Datum: | 16:44 Di 25.04.2006 | | Autor: | Nadel |
Hallo,
danke für deine Antwort. Hab es eben nochmal nachgerechnet, komme aber nicht direkt auf dein Ergebnis. Hab bei Aufgabe b) [mm] F_{el} [/mm] mit der Formel F=[mm] \bruch{Q_1*Q_2}{4\pi*\epsilon_0*r^2} [/mm] berechnet. Hatte wirklich nicht mit 7cm gerechnet. Aber in meiner Formel wird nach dem Radius gefragt. Würden sich die 7cm nicht halbieren? Als Ergebnis bekomme ich [mm] 8,25*10^{-7} [/mm] As raus, wenn ich mit 0,07m rechne.
Wie hast du gerechnet? Mache ich irgendwas falsch?
Gruß Nadel
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(Antwort) fertig | | Datum: | 21:38 Di 25.04.2006 | | Autor: | leduart |
Hallo Nadine
Kommt die Aufgabe aus der Schule oder Uni?
Wenn sie von der Uni kommt sind eure Rechnungen zu primitiv.
Wenn die Kugeln nah voneinander stehen und 2cm ist sehr nah, so verschieben sich die Ladungsschwerpunkte! (Influenz) sie liegen nicht mehr in der Kugelmitte. Deshalb kann man nicht einfach die Formel für puktförmige Ladungen anwenden. Auch eine ungeladene Metallkugel, würde ja angezogen!
(Wenn die Aufgabe aus der Schule stammt dürft ihr das wahrscheinlich vergessen.)
Entsprechend ändert sich Feldstärke und Potential in der Umgebung der Kugeln, wenn sie nebeneinander stehen gegenüber dem Fall, dss sie isoliert aufgestellt sind.
eine einfache Lösung weiss ich allerdings auch nicht!
Gruss leduart
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 11:24 Mi 26.04.2006 | | Autor: | Nadel |
Hi,
die Aufgaben sind für ein Fernabitur. Aber Influenz hatten wir dort auch schon. Muß ehrlich sagen, ich bin mir nicht sicher, welche Variante jetzt besser wäre. Gruß Nadel
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 17:20 Do 27.04.2006 | | Autor: | matux |
$MATUXTEXT(ueberfaellige_frage)
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 17:19 Di 25.04.2006 | | Autor: | Artus |
Haben nicht beide Kugeln den Durchmesser von 5 cm und Kugeloberflächen einen Abstand von 2cm?
Damit sind beide Kugelmittelpunkte je 2,5cm von der jeweiligen Oberfläche entfernt! --> 7cm Gesamtabstand.
(Deine Einheit muss falsch sein, da As=C die Einheit der Ladungsmenge ist!)
Kommst Du mit den anderen Aufgabenteilen weiter?
Gruß
Artus
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