Radialfelder geladener kugeln

Question

Aufgabe:

Text erkannt:

2 Radialfelder geladener Kugeln
In einem weiteren Versuch hängt eine kleine geladene Kugel K1 zunalchst an einem isolierten Faden.
Man schiebt eine gleichnamig geladene Kugel K2 an sie heran, bis sie sich mit inrem Mittelpunkt auf der Vertikalen befindet, wo anfänglich die Kugel K1 ihren Mitttelpunkt hatte.
Daten:
Bemerkung: Für kleine Winkel \( \alpha \) kann die Näherung \( \sin \alpha=\tan \alpha \) genutzt werden.
2.1 Berechnen Sie die elektrische Feldstärke der Kugel K2 am neuen Ort der Kugel K1 sowie die Ladung Q der Kugel K2.
(Ergebnis zur Kontrolle: \( \mathrm{Q}=1,16 \cdot 10^{-7} \mathrm{C} \);
2.2 Anschließend wird die Ladung q durch Berührung mit einem ungeladenen gleichartigen Kagelchen halbiert.
Berechnen Sie die neue Auslenkung \( \mathbf{s}_{2} \).
Berechnen Sie, wie oft q halbiert werden müsste, damit auch die Auslenkung halbiert wird.
2.3 Berechnen Sie den Gewinn an potentieller Energie der Kugel K1 durch die Anhebung im Schwerefeld der Erde vor der ersten Halbierung der Ladung.

Answer 1

Hallo

zeichne  die Kräfte auf K1;  |FG|= mg  und   Fel|  =q*E  als Vektoren ein, zusammen müssen sie in Fadenrichtung wirken. daraus kann man dann mit Hilfe von α und L E bestimmen und daraus die Ladung von K2 denn E=q2/s^2

mit bekanntem q2 dann  s für die halbe Ladung q /2 bestimmen.  anschließend q für s/2

Die Höhe der ausgelenkten Kugel gegenüber der tiefsten Lage entnimmst du der Geometrie,