Eine ungeladene, frei schwingende Kugel befindet sich zwischen zwei vertikalen Kondesatorplatten (Vorzeichen unbekannt). Die Masse der Kugel beträgt m=0,77 g. Die Länge des Fadens ist l=98,1 cm.
Nun wird die Kugel aufgeladen (q=0,1 nC). Natürlich folgt dann eine Auslenkung (nach links oder rechts).
Es soll nun anhand dieser Informationen die Feldstärke ausgerechnet werden.
Wenn man diese hat, kann man die Auslenkung berechnen:
d=q*U/Fel
Wie kann ich die Feldstärke berechnen?
Die Ladung beträgt 380 V.
Die Feldstärke im Plattenkondensator (in Luft/Vakuum) ist
E = U / d
wobei U die Spannung in Volt und d der Abstand in Metern ist.
Im elektrischen Feld erfährt die Kugel eine Kraft, die proportional zur Ladung und zur Feldstärke ist:
F = q * E
wobei F die Kraft in Newton, q die Ladung in Coulomb und E die Feldstärke in V/m ist.
Wenn das Pendel ausgelengt wird, erfährt es aufgrund seiner Masse im Gravitationsfeld der Erde eine rückstellende Kraft. Wenn die rückstellende Kraft gleich der durch den Kondensator hervorgerufenen ist, so bleibt das Pendel mit einer Auslenkung „stehen“.
Falls in der Aufgabe weder die Auslenkung noch der Plattenabstand angegeben ist, so sehe ich keine Lösungsmöglichkeit.
Grüße,
Sammylight
Ach so, der Plattenabstand beträgt d=8 mm
O.k. Deine Frage ist beantwortet.
Gruß,
Sammylight
Kann jemand vielleicht versuchen zu erklären, wie man die Feldkraft mithilfe der Trigonometrie berechnet?
Ich meine natürlich die elektr. Feldstärke.