Geladene Pendel Was passiert mit den Kugeln

Question

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?

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Vom Duplikat:

Titel: Wie groß ist der Betrag der Ladungen?

Stichworte: physik

Hallo alle zusammen :)

ich sitze schon seit gefühlten 10000 stunden vor dieser aufgabe und finde einfach nicht die passende Formel um diese aufgabe zu lösen.

Die aufgabe lautet:

Zwei leitende kugeln mit einer Gewichtskraft von je 0,5 N hängen an 90 cm langen Fäden. Ihre Aufhängpunkte sind 10 cm voneinander entfernt.

a) Bringt man auf beide Kugeln die gleiche Ladung gleichen Vorzeichens, so entfernen sie sich bis auf 16 cm. Wie groß ist der Betrag der Ladungen?

b) Brungt man auf beide Kugeln die gleiche Landung ungleichen Vorzeichens, so nähern sie sich bis auf 4 cm. Wie groß ist in diesem Fall der Betrag der Ladungen?

Ich hoffe ihr könnt mir weiterhelfen, ich wäre euch sehr dankbar! :)

Answer 1

Salut,

die zwischen den Ladungen vorhandene Coulombkraft F_C ist gleich der Rückstellkraft F_R eines ausgelenkten Pendels.

Somit gilt:

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

(y gibt dir dabei die Auslenkung an.)

Umgestellt nach Q:

Q  =  √( 4π * ε₀ * F_G * 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 :)

Answer 2

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

Comments

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

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 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

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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?

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

 wo liegt da das Problem?

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Also muss ich -F = k * q × Q/r^2

Berechnen

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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.

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Also F = k × p/r^2??!

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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.