ich habe hier eine Übungsaufgabe aus Physik, bei der ich nicht weiter komme.
Die Aufgabe geht folgerndermaßen:
Ein 0,1g schweres Kügelchen, das al Probeladung eine Ladung von Q= 10^-8 As trägt, befindet sich im Vakuum im homogenen Feld eines Plattenkondensators. Die Spannung zwischen den Platte betrage 1kV.
Die Frage ist jetzt die: Wie groß muss der Abstand d der Platten sein,damit die Punktladung schwebt (g= 10ms^-2)?
Ich weis einfach nicht wie ich diese Aufgabe angehen soll.
Den einzigen Ansatz den ich möglicheweise habe ist Q/U=C,
also 10^-8As/1000V= 10^-11 F.
Weiter komm ich nicht.
Hallo!
Die Elektrische Feldstärke ist definiert als E = F/Q, also die Kraft, die pro Coulomb auf eine Probeladung wirkt. Sie beträgt im Plattenkondensator E = U/d (U: Spannung; d: Plattenabstand).
Den Rest kriegst Du selbst hin.
Michael
Die Elektrische Feldstärke ist definiert als E = F/Q, also die
Kraft, die pro Coulomb auf eine Probeladung wirkt.
Michael,
Du bereitest mir Bauchschmerzen 
Man könnte diesen Satz leicht so lesen, dass die elektrische Feldstärke eine Kraft sei. Was sie nicht ist. Gegen eine „Kraft pro Seil“ oder eine „Kraft pro Teilchen“ ist ja nichts einzuwenden, weil das klarerweise immer noch Kräfte sind, aber eine „Kraft pro Coulomb“? Ich sehe darin verwirrungstiftendes Potenzial.
„Die elektrische Feldstärke E ist gleich dem Quotienten aus der Kraft F, die auf eine Probeladung Q wirkt, und dieser Probeladung; als Gleichung ausgedrückt: E = F/Q.“
Denn so gibt es die Gleichung doch auch an. Und man kann ja noch hinzufügen: „Der Zahlenwert der elektrischen Feldstärke ist gleich demjenigen der Kraft, die auf 1 Coulomb der Probeladung wirkt.“ Das fände ich verständlicher.
Gruß
Martin
Hallo Martin!
Du bereitest mir Bauchschmerzen Man könnte diesen Satz
leicht so lesen, dass die elektrische Feldstärke eine Kraft
sei. Was sie nicht ist. Gegen eine „Kraft pro Seil“ oder
eine „Kraft pro Teilchen“ ist ja nichts einzuwenden, weil das
klarerweise immer noch Kräfte sind, aber eine „Kraft pro
Coulomb“? Ich sehe darin verwirrungstiftendes Potenzial.
„Die elektrische Feldstärke E ist gleich dem
Quotienten aus der Kraft F, die auf eine Probeladung Q wirkt,
und dieser Probeladung; als Gleichung ausgedrückt: E =
F/Q.“
Denn so gibt es die Gleichung doch auch an. Und man kann ja
noch hinzufügen: „Der Zahlenwert der
elektrischen Feldstärke ist gleich demjenigen der Kraft, die
auf 1 Coulomb der Probeladung wirkt.“ Das fände ich
verständlicher.
Du vielleicht schon. Ich jedoch nicht.
Die Dichte ist die Masse pro Kubikmeter.
Die Geschwindigkeit ist der zurückgelegte Weg pro Sekunde.
Die el. Feldstärke ist die Kraft pro Coulomb.
Natürlich ist das formal-mathematisch ziemlicher Quark, das weiß ich selbst. Die mathematisch korrekte Formulierung ist aber nicht immer die am leichtesten verständlichste.
Ein Beispiel:
„Eine Funktion ist stetig, wenn man ihren Graph zeichnen kann ohne abzusetzen.“
Natürlich ist das nicht die perfekte Definition von Stetigkeit. Ich behaupte aber, dass es keine gibt, die verständlicher ist.
Michael
Ein 0,1g schweres Kügelchen, das al Probeladung eine Ladung
von Q= 10^-8 As trägt, befindet sich im Vakuum im
homogenen Feld eines Plattenkondensators. Die Spannung
zwischen den Platte betrage 1kV.
Die Frage ist jetzt die: Wie groß muss der Abstand d der
Platten sein,damit die Punktladung schwebt (g= 10ms^-2)?
Ich weis einfach nicht wie ich diese Aufgabe angehen soll.
Den einzigen Ansatz den ich möglicheweise habe ist Q/U=C,
also 10^-8As/1000V= 10^-11 F.
Weiter komm ich nicht.
Hallo Vanessa,
ich fange mal vorne ein:
Das Küglchen mit der Masse m = 0,1 g wird von irgendetwas (der Erde?, g = 10 ms^-2) mit der Kraft Fg angezogen:
Fg = m · g
Gleichzeitig ist das Kügelchen geladen (Q = 10^-8 As) und befindet sich in einem homogenen elektrischen Feld (E).
Die Kraft auf das Kügelchen muss betragsmäßig genau so groß sein, wie die Gewichtskraft Fg, damit sich die beiden Kräfte aufheben können und die Kugel schwebt. Die Kraft muss allerdings in die entgegengesetzte Richtung wirken (–> Polarität).
Die Kraft (Fe) auf eine Ladung (Q) im elektrischen Feld (Fe) beträgt:
Fe = Q · E
Und die elektrische Feldstärke E eines auf die Spannung U geladenen Plattenkondensators mit Plattenabstand d ist
E = U / d
Bei geg. Feldstärke und Spannung kann man auch den Plattenabstand bestimmen.
Jetzt müsstest du selbst lösen können.
Bernhard