Ladungen im Koordinatensystem < HochschulPhysik < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
|
| Aufgabe | Ladungen im Koordinatensystem
In einem kartesischen Koordinatensystem befinde sich am Ort ( 0 cm, 0cm) eine Punktladung Q1= 3µC. Am Ort (5cm, 0cm) eine Punktladung Q2= -8µC.
a) Wie groß ist die Kraft, die Q1 auf Q2 ausübt?
b) Ladung Q werde von Punkt B (5cm, 0cm) nach C (3cm, Ocm) verschoben. Welche Arbeit ist dafür nötig?
c) Anschließend werde Ladung Q1 von (0cm, 0cm) nach (ocm, 4cm) verschoben. Welche Arbeit ist dafür nötig? |
Hallo Ihr Lieben,
ich habe die Lösung zu obiger Aufgabe vorliegen und kann diese leider nur teilweise nachvollziehen und würde mich deshalb freuen, wenn mir jemand weiterhelfen könnte
a) wird über die Coulomb-Kraft berechnet, das versteh ich soweit noch.
b) Folgende Musterlösung: Wegstück ist parallel zur aufzubringenden Kraft F.
[mm] W=\integral_{}^{}{F ds}=-\integral_{}^{}{FC ds}
[/mm]
Woher weiß ich, dass das Wegstück parallel zur aufzubringen Kraft ist?
c) Hier kommt wohl mein eigentliches Problem: In der Musterlösung heißt es, dass die geleistete Arbeit unabhängig vom Weg ist, da die Kraft konservativ ist. Was hat das denn zu bedeuten? Weil der Ansatz ist am Ende der gleiche wie für Teilaufgabe b)
Besten Dank für Eure Hilfe schon mal im Voraus.
|
|
| |
|
> Ladungen im Koordinatensystem
> In einem kartesischen Koordinatensystem befinde sich am
> Ort ( 0 cm, 0cm) eine Punktladung Q1= 3µC. Am Ort (5cm,
> 0cm) eine Punktladung Q2= -8µC.
>
> a) Wie groß ist die Kraft, die Q1 auf Q2 ausübt?
> b) Ladung Q werde von Punkt B (5cm, 0cm) nach C (3cm, Ocm)
> verschoben. Welche Arbeit ist dafür nötig?
> c) Anschließend werde Ladung Q1 von (0cm, 0cm) nach (ocm,
> 4cm) verschoben. Welche Arbeit ist dafür nötig?
> Hallo Ihr Lieben,
Hallo,
>
> ich habe die Lösung zu obiger Aufgabe vorliegen und kann
> diese leider nur teilweise nachvollziehen und würde mich
> deshalb freuen, wenn mir jemand weiterhelfen könnte
>
> a) wird über die Coulomb-Kraft berechnet, das versteh ich
> soweit noch.
>
> b) Folgende Musterlösung: Wegstück ist parallel zur
> aufzubringenden Kraft F.
> [mm]W=\integral_{}^{}{F ds}=-\integral_{}^{}{FC ds}[/mm]
> Woher
> weiß ich, dass das Wegstück parallel zur aufzubringen
> Kraft ist?
Deine beiden Punktladungen befinden sich jeweils auf der x-Achse.
[mm] Q_{2} [/mm] wird ebenfalls nur längs der x-Achse verschoben.
Verdeutliche dir das el. Feld zwischen zwei Punktladungen, daraus ergibt sich bereits der Sachverhalt, da die Richtung der Feldlinien die Richtung der wirkende Kraft angibt.
>
> c) Hier kommt wohl mein eigentliches Problem: In der
> Musterlösung heißt es, dass die geleistete Arbeit
> unabhängig vom Weg ist, da die Kraft konservativ ist. Was
> hat das denn zu bedeuten? Weil der Ansatz ist am Ende der
> gleiche wie für Teilaufgabe b)
Konservative Kräfte sind Kräfte, die etwas "bewahren". Betrachtet man eine geschlossenen Weg, so wird längs dieses Weges keine Arbeit verrichtet.
Beispiele für konservative Kräfte sind z.B. die Gravitationskraft oder die Coulombkraft.
Solche Kräfte können aus einem Potential [mm] \phi [/mm] durch Gradientenbildung berechnet werden können.
Hast du ein konservatives Kraftfeld, so hängt die verrichtete Arbeit nur von den jeweiligen Punkt A und B ab. Es ist also egal, wie man von Punkt A zu Punkt B gelangt.
Für die geleistete Arbeit gilt dann: [mm] \phi(B) [/mm] - [mm] \phi(A).
[/mm]
Gruß
Palindrom
>
> Besten Dank für Eure Hilfe schon mal im Voraus.
|
|
|
|
