Feldlinien berechnen? < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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Hallo Leute,
ich habe eine Idee, aber gleichzeitig ein Problem mit ihr. Ich weiß nämlich nicht ob sie unsinnig ist oder nur mit meinen mathematischen Mitteln nicht durchführbar ist.
Im Physik Grundkurst haben wir heute mit elektrischen Kraftfeldern angefangen. Dabei haben wir die Feldlinien in dem klassischen Versuch mit Grießkörnern sichtbar gemacht.
Im Buch (das ich leider nicht zur Verfügung habe) meine ich, gelesen zu haben, dass die Kraft bei einem einzelnen geladenen punktförmigen Körper mit dem Faktor [mm] 1/r^2 [/mm] abnimmt.
Meine Frage: Kann man die Feldlinien zwischen zwei ungleichnamigen Ladungen (eine, die nicht homogen ist) mathematisch beschreiben? Das wäre ja eine zweifach (inkonstant?) beschleunigte Bewegung, oder? Gilt da überhaupt das einzige Kraftgesetz, das ich kenne - das lineare?
Ich habe leider gerade keine Zeit, meine Versuche detaillierter darzustellen - ich hoffe, das genannte reicht aus, um mir eine Antwort zu geben. Ich komme später zurück und kann dann vielleicht noch mehr sagen, wenn das nicht ausreicht.
Vielen Dank,
Martin
Ich habe diese Frage in keinem Forum auf anderen Internetseiten gestellt.
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 17:45 Fr 19.09.2008 | | Autor: | Infinit |
Hallo Martin,
die Feldlinien, die Du in der Schule gesehen hast, dienen der Veranschaulichung des elektrischen Feldes, das in einem Gebiet exisitiert, in dem sich Ladungen befinden. Als physikalisches Objekt gibt es diese Feldlinien nicht. Solche Feldlinien sind sehr anschaulich, aber sie dienen nur zur Visualisierung des Zustandes des Gebietes, in dem sich die Ladungen befinden.
Insofern werden sie auch nicht beschleunigt oder dienen der Beschleunigung von etwas. Man kann das Feld zwischen Ladungen berechnen, aber da verweise ich mal auf den weiteren Physikunterricht, dazu kommt sicherlich noch was. Das Ergebnis dieser Berechnung ist jedoch, aus den oben genannten Gründen, keine Feldlinie, sondern eine Aussage über das elektrische Feld.
Viele Grüße,
Infinit
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 18:24 Fr 19.09.2008 | | Autor: | summicron |
Hallo infinit,
danke sehr - da war ich dann wohl auf dem falschen Dampfer, wie man so schön sagt. Vielen Dank, du hast mich vor vielen Stunden herumprobieren bewahrt :) .
Viele Grüße,
Martin
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Ich habe nun nochmal darüber nachgedacht und muss gestehen, dass ich immer noch nicht so ganz durchblicke.
Ich habe die Feldlinien glaube ich schon verstanden. Was ich mich aber frage ist, welche Kräfte auf Körper wirken, die sich in ihnen bewegen. Wenn eine geladene Kugel sich in dem nicht homogenen Teil eines von zwei ungleichnamigen Ladungen bewegt (also einen "Bogen" am Rande macht), welche Kräfte wirken dann? Wird da der Bogen nicht dadurch erzeugt, dass die Kraft, die den Körper beschleunigt, in 2 Richtungen aufgeteilt wird (da sie ja immer senkrecht aus der Ladung kommt)? Dann müsste doch der Körper erst abgestoßen und dann immer stärker, je weiter er von dem einen Körper weg ist, vom anderen angezogen werden?
Oder gilt auch hier das Coulomb'sche Gesetz, dass die Kraft immer gleich groß ist?
Danke vielmals (auch für eure Geduld),
Martin
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Hallo!
Also, das Coloumbsche Gesetz besagt doch, daß die KRaft mit 1/r² abnimmt:
[mm] F(r)=\frac{1}{4\pi \varepsilon_0}\frac{q_1q_2}{r^2}
[/mm]
Damit kannst du berechnen, welche Kraft jeweils eine deiner beiden Ladungen auf deine Kugel ausübt. Danach kannst du sie zusammenrechnen, aber bitte vektoriell (z.B. Kräfteparallelogramm)! Die einzelnen Kräfte wirken natürlich immer auf die Ladung zu oder von ihr weg.
Und damit kommst du zu einer Bedeutung der Kraftlinien: Sie zeigen dir, in welche Richtung die Gesamtkraft wirkt.
Tatsächlich kannst du sagen, daß eine Kraftlinie den Weg eines Teilchen beschreibt, sofern das Teilchen so starker Reibung unterliegt, daß Trägheit bzw Schwung keine Rolle spielt. (Dein Raum mit dem Feld sei beispielsweise mit Honig gefüllt, dann bewegen sich geladene Teilchen entlang der Linien)
Aber noch eine Warnung: im inhomogenen Feld werden auch ungeladene Körper angezogen! Und zwar immer dahin, wo die Feldstärke (feldliniendichte) zunimmt. Das benutzt man z.B. für Staubfilter: Ein dünner Draht unter Hochspannung zieht sämtlichen Staub aus der Luft - egal, welche Polarität er hat.
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