Kapazität C und Ladung Q berechnen (Kugeln)

PhysikAntiGenie · Gast

Guten Abend,
ich komme bei folgender Aufgabe nicht weiter: 2 Kugeln sind an einem Faden befestigt, der Faden wiederum hängt an der Decke. Die beiden Kugeln berühren sich natürlich. Jedoch werden beide Kugeln mit 25kV aufgeladen, sodass sie sich abstoßen. Der Abstand der Kugeln beträgt nun 8 cm. Fadenlänge ist 1m. Abstand der Kugelmittelpunkte vor dem Aufladen 4cm.
Mir fehlt völlig der Ansatz, ich weiß überhaupt nichts mit den Angaben z.B. der Fadenlänge anzufangen.
Bitte um Hilfe unglücklich

Danke im voraus

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Mach Dir ne Skizze entsprechend der gegebenen Beschreibung und denke daran, dass die Kugeln nicht an einem Faden aufgehängt sind, wie Du geschrieben hast, sondern an je einem Faden.

Und dann sagst Du uns noch, was Du eigentlich wissen willst, also was die eigentliche Aufgabenstellung ist. Bis jetzt hast Du nur ein paar Angaben gemacht, aber die Aufgabenstellung irgendwie vergessen.

PhysikAntiGenie · Gast

Du hast recht, an 2 Fäden.
Die Aufgabenstellung steht ist Kapazität und Ladung berechnen (Wie es in der Überschrift steht).

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Diese Aufgabe ist mit den gemachten Angaben irgendwie unsinnig oder zumindest mehrdeutig. Mir fehlt z.B. die Angabe der Masse der Kugeln und eine genauere Definition des Begriffes "Abstand". Ist das nach der Aufladung ebenfalls der Abstand zwischen den Kugelmittelpunkten oder der kürzeste Abstand zwischen den Kugeloberflächen? Und vor allen Dingen: Handelt es sich um zwei metallische Kugeln oder um Isolierstoffkugeln? Vermutlich metallisch, denn sonst machte die Information über die Aufladung mit 25 kV keinen Sinn. Und was ist mit Kapazität gemeint? Doch wohl nicht die Kapazität der Zwei-Kugel-Anordnung, denn die lässt sich bei den geringen Abständen nicht mal näherungsweise bestimmen, da die Ladung nicht gleichmäßig auf den Kugeloberflächen verteilt ist. Also kann es sich nur um die Kapazität jeder Einzelkugel handeln. Außerdem würde der Zusammenhang Q=C*U (mit C=Kapazität der Zwei-Kugel-Anordnung) nicht stimmen, da beide Kugeln entweder positive oder negative Ladung tragen (sie stoßen sich ja ab). Die Kapazität einer Einzelkugel lässt sich aber auch ohne Angabe des Abstandes nach dem Aufladen bestimmen, sofern man deren Radius kennt. Den könnte man aus der Angabe ermitteln, dass vor dem Aufladen der Abstand der Kugelmtitelpunkte bekannt ist und die Kugeln sich berühren und man annimmt, dass es sich um zwei gleich große Kugeln handelt. Dann wäre der Kugelradius nämlich 2cm. Aber selbst das ist nicht sicher, da die Annahme zweier gleich großer Kugeln eben nur eine Annahme, also geraten ist. Wenn diese Annahmen aber alle stimmen, wozu dann die Information über die Abstoßung? Gut, mann könnte daraus eventuell die Masse der Kugeln bestimmen, aber danach ist ja gar nicht gefragt.

Du siehst also: Fragen über Fragen! Am besten Du stellst hier mal den Originaltext der Aufgabe vor.