Feld von Punktladungen bestimmen

Question

Aufgabe:

Kann mir jemand erklären, wie ich da rechnen muss? Ich habe zuerst die Koordinaten von A B und C bestimmt, also für Position A   r=(2 0), r2=(8 0), r3= (5 5). Dann hab ich r-r2, r-r3 gerechnet und habe von beiden dann den Betrag genommen und habe die Werte in die Coloumbkraft formel eingesetzt und das Superpositionsprinizp angewendet. Aber trotzdem ist mein Ergebnis falsch. Was mach ich da falsch??

Comments

Es fehlt die Angabe, wie groß die Ladungen in den Punkten A , B , C sind. Vermutlich sind die gleich groß.

Ein kleiner Tipp : die Ladungen bilden ein gleichseitiges Dreieck. Den Mittelpunkt dieses Dreiecks kannst du mit der Skizze ermitteln.

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sollst du das Feld für einen allgemeine Punkt oder einen bestimmten berechnen?

zeig und doch deine Rechnung, dann nur können wir deinen Fehler finden, Hast du bei der Addition die Richtungen berücksichtigt?

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Tut mir leid, ich hab´ vergessen die Angabe hinzuschreiben... vor lauter Stress :D

Die Angabe lautet: Im folgenden Bild sieht man eine Ladungsanordnung, wo die Ladungen A und B fixiert sind und C eine bewegliche Probeladung darstellt. Gib die resultierende Kraft in Newton auf die Probeladung C in Form eines Vektors x und y Komponente an. Die Ladung istvon A: +3e; von B: +3e; von C: -2e.

Konstante: e = 1,6 x 10 C; ε = 8,85 x 10 As/Vm;

Answer 1

Hallo,

vektoriell sieht es so aus:

\(\vec{F_c}=\frac{-2e\cdot 3e}{4\pi\epsilon_0}[\frac{(5cm,5cm)-(2cm,0cm)}{(6cm)^3}+\frac{(5cm,5cm)-(8cm,0)}{(6cm)^3}]=\frac{-2e\cdot 3e}{4\pi\epsilon_0\cdot (6cm)^3}(0,10cm)\\=(0,-6.41 \cdot 10^{-25}N)\)

Comments

Perfekt, vielen vielen Dank! So hab ich´s mir gewünscht :D Aber auf die Schnelle jetzt hätte ich noch eine Frage: Wie bist du auf 6 cm gekommen? Und nochmals danke!

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Ich hab dein Ergebnis noch mit dem Lösungsbuch verglichen und im Lösungsbuch steht für die y- komponent: -6,9 6^-11

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6cm ist der Abstand der Ladungen von C. Zu deiner Lösung im Buch kann man nix sagen, da fehlen Einheiten.

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Die Einheit ist Newton

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Und kannst du mir vielleicht sagen, wie du auf diese Rechnung gekommen bist. Im unterricht haben wir das auch vektorielle behandelt, aber verstanden hab ich das noch nicht ganz.

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Was ich hier nicht verstehe ist, warum hast du die Ladung c miteinbezogen? Sollte c nicht aus der Rechnung wegfallen, da wir ja die Kräfte auf c bestimmen? Und wenn ich den Betrag  r-r2 nehme, dann kommt bei mir √34 raus. Ist es eigentlich egal, ob ich a als r2 oder als r3 bezeichne?

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1.mit den 6 cm hat sich Gast vertan, wenn du deine √34 statt dessen einsetzt kommt das gesuchte Ergebnis raus,

2. natürlich hängt die Kraft von der Ladung von C ab, je größer die ist desto größer die Kraft.

Gruß lul

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Bei mir kommt immer das falsche ergebnis raus und zwar: (0   2,22*10^16)

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Der Abstand beträgt nur sqrt(34) =  5.83, es kommt ein leicht anderer Zahlenwert heraus.

@science: bei deinen Lösungsversuchen fehlen immer die Rechnung bzw. Einheiten, da kann man nix drüber sagen

Konstante: e = 1,6 x 10 C; ε = 8,85 x 10 As/Vm

Diese Angaben habe ich nicht verwendet, da hier auch Zehnerpotenzen fehlen.

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Upps, ich habe immer schwierigkeiten Einehiten umzuformen. Die Abbildung die ich oben hochgeladen habe, da sind die einheiten in nm. zB den Vektor (5  5) hab ich von nm in m umgewandelt, also zb 5*10^-9

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Dann kommt raus:

\(\vec{F_c}=\frac{-6e^2}{4\pi\epsilon_0\cdot (\sqrt{34}\cdot 10^{-9}m)^3}(0,10\cdot 10^{-9}m)\\=(0,-6.98 \cdot 10^{-11}N)\)

e und epsilon_0 musst du im Internet nachschlagen, da die Angaben falsch sind.

https://de.wikipedia.org/wiki/Elektrische_Feldkonstante

https://de.wikipedia.org/wiki/Elementarladung

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Danke, gast! Tut mir leid, dass ich vergessen habe die Einheit zu erwähnen. Aber warum -6e^2? Könntest du deinen rechenweg auch noch hinschreiben, wenn es nicht umständlich für dich ist? So kann ich die rechnung nicht ganz nachvollziehen, da ich mich enorm schwer tue in physik.

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der Rechenweg steht doch genau im ersten post von gast? nur die 6 war falsch,

die Gleichung IST der Rechenweg!

das - weil +e*(-e)=-e^2 wäre die Ladung in C positiv, ist der Betrag gleich, die Richtung umgekehrt, ausserdem solltest du natürlich auch ohne Rechnung sehen, dass eine negative Ladung, von den positiven unten nach unten, also in negativer y Richtung gezogen wird.

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Ja, aber wieso nimmt man die Ladung von c überhaupt? Soll man nicht nur die ladung von A und B betrachten, weil ja beide auf C wirken??

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Und wie ist gast auf 0,10*10^-9 gekommen?

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Soll ich am besten zu beginn mit nm rechnen und dann am ende die einheit umrechnen in m?

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Okay, ich habs jetzt doch verstanden! 0,1 kommt dadurch zustande dass wir die vektoren addiert bzw subtrahiert haben.

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eine letzte Frage hätte ich noch: statt 0,1*10^-9 könnte man ja nur 10^-9 schreiben. Das wäre auch richtig oder? denn 5+5=10 nm= 10*10^-9 m

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hallo

0,1*10^-9 =10^-1*10^-9=10^-10  

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Ja, aber von wo kommt dieses 0,1?? Wie sind wir auf 0,1 gekommen? Wie haben ja (0 10)/√34 . Und = fällt weg, dann bleibt nur noch 10 übrig und 10/√34=1,71

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Deine Zeichnung suggeriert, fass es sich bei den Einheiten um cm handelt, due schreibst jetzt manchmal nm

in welchen Einheiten ist dein Skizze gegeben? wenn im cm dann sind eben 10cm=0,1m

bei weiteren Anfragen, gib mal genau alle dein Einheiten an und zitiere die Gleichung, auf die du dich beziehst.

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Ich habe oben im Kommentar dann erwähnt, dass die Einheit der skizze in nm ist.

Wenn man nm in meter umwandelt, dann muss man mit *10^-9  rechnen. Aber wieso 0,1? Gast ist trotzdem mit 0,1 auf dach richtige ergebnis gekommen. Ich muss doch nur nm in m umrechnen.

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jetztsehe ich was du meinst, Gast hat den Vektor (0,10) geschrieben, das ist was völlig anderes als die Zahl 0,1. es sind 0nm in x Richtung, 10nm in y Richtung also 10^-8m in y Richtung.

Du wolltest doch die Vektordarstellung?

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Achsooo, ich dachte mir schon... pure erleichterung. endlich wurde die frage geklärt. DANKE lul!

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kannst du dafür bei künftigen post dein (sehr wichtig) weglassen, für fast alle Frager ist ihr Anliegen "sehr wichtig"

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Ja :D Ich wurde darauf schon aufmerksam gemacht...

Answer 2

Hallo

da C symmetrisch zu A und B ist, heben sich die Kräfte in x Richtung auf, es bleiben Fy= 2*|F| *cos(30°)=2*|F|*sin(60°) und |F|= k*6e^2/r^2 mit r^2=(3^2+5^2)LE^2 was die Längeneinheit ist hast du nicht geschrieben wahrscheinlich cm, dann rechne in m um.

Gruß lul

Comments

Erstmals danke, aber da gibt es noch eine 2. Variante wie man das berechnen kann und zwar das was ich oben hingeschrieben habe. Denn dein Rechenweg ist mir ein wenig fremd, da wir im Unterricht eine andere Variante gewählt haben

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Das Betragsquadrat von r.r1=t-r2 hab ich ja auch benutzt. Aber du hast nicht gesagt, wie du das "Superpositionsprinzip" angewendet hast, das ist doch nichts anderes als die Addition der Kräfte, ohne die Winkel, wie willst du die addieren?

vielleicht schreibst du mal auf, was du da als Superposition machst.

natürlich kannst du statt der Winkel die Komponenten der  Einheitsvektoren Vektoren r-r2 usw angeben meinst du das mit anders, aber auch dann muss das Ergebnis dasselbe sein, keine Komponente in x Richtung, in y Richtung mein Wert.

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Aber woher weiß man wie groß die Winkeln hier sind? In der Angabe ist ja der Winkel nicht gegeben?

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in der Angabe sieht man ein  Dreieck, das hat immer Winkel  die man aus den SeitenVerhältnissen bzw Höhe und Seiten ausrechnen kann!  ich bin auf den Fehler von Gast reingefallen und habe gleichseitiges Dreieck verwendet , die Winkel sind NICHT  30° und 60 ° die Winkel unten sind bestimmt durch tan(a)=5/4