Skizzierung der Änderung eines elektrischen Feldes

Question

Aufgabe:

Eine kleine Bleikugel ist in isolierendem Plastik verpackt und hängt an einer Feder mit der Federkonstanten \( k=126 \mathrm{N} / \mathrm{m} \) über einem Labortisch. Die Masse der Kugel ist \( m=0,8 \mathrm{kg} . \) Im Gleichgewicht befindet sich das Zentrum der Kugel auf der Hohe \( h=15 \mathrm{cm} \) uber der Tischoberfläche. Die Kugel wird nun um \( 5 \mathrm{cm} \) unter die Ruhelage gezogen und mit der Ladung \( Q=-3,0 \cdot 10^{-6} \mathrm{C} \) aufgeladen. Im Anschluss wird sie losgelassen. Bestimmen Sie die elektrische Feldstärke als Funktion der Zeit an einem Punkt P auf dem Tisch direkt unterhalb der Kugel. Skizzieren Sie die Änderung des elektrischen Feldes im Punkt P in einem E(t)-Diagramm im Zeitraum zwischen 0s bis 1s.

Den Versuchsaufbau verstehe ich, allerdings verstehe ich leider nicht wie die geforderte Funktion E(t) in einem Punkt aussehen soll.

Für Tipps und Hilfestellungen wäre ich sehr dankbar!

Comments

Überlege dir zunächst welche Bewegung die Bleikugel macht, wenn sie losgelassen wird.

Überlege dir dann wie du dann die Feldstärke im Punkt P berechnen kannst.

um es dir zu verdeutlichen Berechne z.B. die Feldstärken zu ein paar verschiedenen Zeiten.

Answer 1

Hallo

 bestimme aus m und k die Schwingungsdauer oder Kreisfrequenz des Pendels, und damit die Funktion h(t) um die Ruhelage. dann hast du die Formel für die el. Feldstärke in Abhängigkeit von r. dieses r ändert sich mit r(t)=15cm-h(t)

damit hast du das gesuchte E(t) und kannst es skizzieren oder plotten lassen

Gruß lul