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| Aufgabe | | Eine Pendelkugel ist mit der Ladung Q=52nC geladen und hat die Masse m=0,4g. Sie hängt an einem Faden der Länge l=1,8m in einem horizontal gerichtetem homogenen E-Feld. Durch die Kraft des Feldes wird sie um d=15mm ausgelenkt. Wie groß ist die elektrische Feldstärke des homogenen Feldes? |
Hi,
also mein Problem ist, dass ich nicht auf die Kraft komme, die für die Auslenkung nötig ist.
Ich habe es mir aufgezeichnet und mir folgendes überlegt:
es wirkt ja eine Gewichtskraft [mm] F_{g}=0,003924N [/mm] nach unten, die wird durch eine nach oben gerichtete genauso große Kraft [mm] F_{1} [/mm] ausgeglichen, und es wirkt noch eine kraft nach rechts oder links, je nach position der Ladung, die das Feld verursacht und deren polung. Irgendwie müsste ich evtl. über eine geometrische Figur oder sonstiges auf die Kraft kommen, die die Auslenkunung verursacht...
Wäre super wenn mir wer helfen kann. Ist Klausur-Training (wahrscheinlich zu komplex, weil ich nur im GK bin und das ne LK aufgabe ist, aber sicher ist sicher)
Lg,
exeqter
Die Aufgabe steht im "Metzler" auf S.185 Aufg. 12
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 00:04 Sa 06.10.2007 | | Autor: | leduart |
Hallo
ein einfaches Kräfteparallelogramm oder Dreieck sollt für nen GK nicht so schwer sein. zeichne die ausgelenkte Kugel, etwa nach rechts, dann die Gewichtskraft vertikal, die el Feldkraft horizontal nach rechts. Die Summe (vektoriell) muss in Richtung des Fadens ziehen, der die Gegenkraft zu den 2 aufbringt. aus dem Dreieck und dessen Winkel kannst du die Feldkraft errechnen, den Winkel aus Länge und auslenkung.
Gruss leduart
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Hi,
also habe es mal gezeichnet. Mir ist nicht ganz klar, von welchem Winkel du sprichst.
Schaut mal hier:
[Dateianhang nicht öffentlich]
Lg,
exeqter
Dateianhänge:
Anhang Nr. 1 (Typ: GIF) [nicht öffentlich]
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(Antwort) fertig | | Datum: | 11:41 Sa 06.10.2007 | | Autor: | ONeill |
Hallo!
>
> also habe es mal gezeichnet. Mir ist nicht ganz klar, von
> welchem Winkel du sprichst.
Zeichne dein [mm] F_1 [/mm] mal nicht links oben sondern verschieb es nach rechts unten, wo es dann zwischen [mm] F_g [/mm] und F_el ist. Der angesprochene Winkel ist der zwischen [mm] F_g [/mm] und [mm] F_1.
[/mm]
Gruß ONeill
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Hi,
aber den Winkel habe ich nicht ? Oder teilt er genau den 90° winkel ?
lg
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(Antwort) fertig | | Datum: | 12:04 Sa 06.10.2007 | | Autor: | leduart |
Hallo
lies bitte die posts genauer, ich hatte schon im ersten gesagt, dass du auch noch das Dreieck aus Faden, und Auslenkung (und vertilale stellung des Fadens brauchst. dann such hnliche Dreiecke
geh geau auf posts ein, mit zitieren, und sag satz für Satz, wenn du was nicht verstanden hast!! im ersten post stand:"den Winkel aus Länge und auslenkung." Was hast du mit dem Satz gemacht?
Gruss leduart
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Hallo,
entschuldige bitte... Habe das leider überlesen, bzw. nicht mehr daran gedacht...
Ich habe hier nun eine neue Zeichnung erstellt und mir folgendes überlegt:
Also, die Kugel wird um 0,015m ausgelenkt und die Schnur hat eine Länge von 1,8 m. Daraus ergibt sich ein Dreieck mit einer Hypotenuse, deren Länge wir nicht kennen und einem Winkel [mm] \alpha [/mm] direkt an der Kugel. Diesen Winkel [mm] \alpha [/mm] bestimme ich mit Hilfe des Tangens im rechtwinkligen Dreieck. Dieser Winkel ist bei mmir ca. 89,5° groß. Ich erhalte im prinzip punktsymmetrisch zu diesem Dreieck ein Dreieck aus Kräften mit der elektrischen Feldkraft [mm] F_{el} [/mm] nach rechts und der Gewichtskraft [mm] F_{g} [/mm] nach unten. Der Winkel [mm] \alpha1 [/mm] = [mm] \alpha [/mm] da diese beiden Stufenwinkel sind. Nun kann ich wieder mithilfe des Tangens die große der elektrischen Feldkraft bestimmen:
[mm] tan(\alpha)=\bruch{F_{g}}{F_{el}}
[/mm]
Nach umformung nach [mm] F_{el} [/mm] komme ich auf [mm] F_{el}=3,27*10^{-5} [/mm] N.
Darüber kann ich dann die elektrische Feldstärke berechnen.
Richtig? Ich hoffe sehr.
VIelen Dank für eure Mühe.
Lieber Gruß,
exeqter
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(Antwort) fertig | | Datum: | 13:36 Sa 06.10.2007 | | Autor: | Infinit |
Hallo exeqter,
ja, der Weg, wie Du ihn beschrieben hast, ist okay. Ich hatte mit dem Auslenkungswinkel von 0,5 Grad weitergerechnet und dann bekommt man den Kehrwert der Kräfteverhältnisse zum Weiterrechnen heraus, aber das ist letzendlich egal.
Viele Grüße,
Infinit
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| Status: |
(Antwort) fertig | | Datum: | 15:54 Sa 06.10.2007 | | Autor: | leduart |
Eingabefehler: "{" und "}" müssen immer paarweise auftreten, es wurde aber ein Teil ohne Entsprechung gefunden (siehe rote Markierung)
Hallo
Die Hypothenuse kennst du, die ist l=1,8m damit den Winkel an der Spitze sin\alpha=d/l sehr klein.
F_{el}/mg=tan\alpha
das für kleine winkel x gilt sinx=tanx
hast du dann F_{el=d/l*m*g
das rechnerische Ergebnis ist wegen sin \approx tan dasselbe. Gruss leduart
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