GANZ DRINGEN HILFE IN PHYSIK ! Kondensatoren !

Wissenschaft Physik
#1

Ich brauche Hilfe bei den Hausaufgaben. :

Der Mittelpunkt einer kleinen Kugel mit der Ladung q= 10nC
befindet sich im Abstand r= 10cm vor einer geerdeten großen Metallplatte.
Mit welcher Kraft wird die Kugel von der Metallplatte angezogen ? ( Das Feldlinienbild erhält man, indem man sich eine , Spiegelladung´´ -q hinter der Metallplatte im Abstand 10 cm vorstellt)

Was muss ich machen, welche Formel und so, bitte helfen !

#2

Hi Juliana,

um die Kraft zweier geladener Körper aufeinander auszurechnen, brauchst du diese Formel:

F = 1/(4*pi*epsilon0) * q1*q2 / r^2

(hier is es schöner dargestellt: http://de.wikipedia.org/wiki/Coulombsches_Gesetz - nur die erste Formel)

Dann müsstet ihr noch besprochen haben, welche Ladung die Erde hat. Und dann einfach einsetzen.

Ich bin auch Schüler und hab grade Ferien - in welchem Bundesland muss man denn an Pfingsten schuften?

Grüße

#3

In Nordrhein Westfalen ^^

aber was ist was ? Welche Zahlen einsetzen ?:frowning:

#4

Also:

q ist immer die Ladung - also einmal deine 10nC (das musst du dann von nC in C umrechnen ) und dann noch die Ladung der Metallplatte, die ist ja mit der „Erde“ verbunden und hat somit die Ladung der Erde.

epsilon0 ist ne Konstante - steht in der Formelsammlung, oder?

#5

_ Hallo, _

Wenn:

F – Kraft zwischen zwei Punktladungen (anziehend oder abstoßend) (N),
Q1 – 1. Punktladung ©,
Q2 – 2. Punktladung ©,
r – Abstand der beiden Punktladungen voneinander (m),
ε – Permittivität = ε0 • εr, Dielektrizitätskonstante (F/m),
ε0 – elektrische Feldkonstante = 8,854•10–12 F/m,
εr – Permittivitätszahl = 1,000 954 (Luft, trocken),

dann gilt als _ «Coulombsches Gesetz» _ :

F=\frac{1}{4 \pi \epsilon}\frac{Q_{1} Q{2}}{r^2} ;

Beachte:

  1. Die Gleichung gilt in guter Näherung auch für Kugeln, wenn deren Abstand groß ist im Verhältnis zu ihrem Radius. In diesem Falle ist r der Mittelpunktabstand.
  2. 1/(4_πε0_) ≈ 8,988•109 m/F.
  3. Weil diese Metallplatte geerdet ist – wird sie, höchstwahrscheinlich, Nullladung haben – dann besteht keine Kraft. Ist der Aufgabetext vollständig?

Hoffentlich habe ich geholfen.

Grüße,

_ Marek Czeszek. _

#6

Hey, sorry kann gerade nicht antworten da im Ausland und kaum Zeit im Internet… grundsartzlich steht das Wichtigste aber schon drin: nimm zwei Punktladungen im Abstand 20cm! Die sich ergebende Kraft ist auch schon die Loesung. Findest du sicher auch mit einer Google-Suche, ist eine ziemliche standard-Aufgabe.

Viel Erfolg!

Felix

#7

Hallo,

das Ganze wird mit dem „Coulombschen Kraftgesetz“ gelöst. Unter diesem Begriff sollte man es in den Formelsammlungen finden. Dieses Gesetz beschreibt die Kraft zwischen zwei Ladungen. Die Kraft ist proportional zum Produkt der beiden Ladungen und zum Quadrat des Abstandes der beiden Ladungen. Man hat noch einen Vorfaktor. Bei dem System, das Du betrachten sollst, hat man keine zwei Ladungen, sondern eine Ladung und eine ungeladene Platte. Man kann, aber zeigen, dass die Kraft zwischen Kugel und Platte genauso groß ist, wie die Kraft zwischen der Ladungen q und einer gedachten Ladung -q im gleichen Abstand von der Platte. Diese gedachte, virtuelle Ladung wird Spiegelladung genannt. In die Coulombsche Formel muss für den Abstand nun R=2*r also 20cm (oder besser 0,2 m) eingesetzt werden

F=1/(4*Pi*e0)*q^2/R^2

e0=epsilon0=8,854187*10^(-12) A*s/(V*m)… ist die elektrische Feldkonstante
R=0,2 m
q=10*10^(-9) A*s
Pi=3,14…

Anbei noch ein Link zu einem Versuch
http://www.leifiphysik.de/web_ph12/versuche/01kraft_…

Und die Wikipedia-Seite zur Spieglladung. Dort sieht man den Feldlinienverlauf.
http://de.wikipedia.org/wiki/Spiegelladung

#8

Hallo Juliana!

Die Formeln, die du hier verwenden musst, gehören, wenn du mich fragst alle zur Coulomb- Kraft. Diese beschreibt elektromagnetische Anziehung/Abstoßung.
Ich denke du musst zunächst das Potential dieser Kraft finden. Das erhälst du indem du das Potential von der kleinen Kugel und das der gespiegelten Kugel addierst. Dann musst du den Ausdruck ableiten.
So erhälst du das E-Feld der betrachteten elektrostatischen Konstellation.
Das E-Feld ist aber auch definiert als Kraft pro Ladung. Das heißt, um die Kraft zu finden musst du das Feld nur noch mit der Ladung multiplizieren.
Ich hoffe das hat dir geholfen.
Viele Grüße

#9

Hallo Juliana94,
kann aus zeitlichen Gründen leider nur kurz kommentieren.
Die Antwort hast du in deiner Frage innerhalb der Klammern bereits selbst angegeben:
Nimm die Formel für die Kraft zwischen zwei Punktladungen (hast du sicher irgendwo stehen) und setze den Abstand 20cm und die Ladungen q^2 ein!
Gruß Uwe