Kondensator

mathlab · Anmeldungsdatum: 25.11.2010 Beiträge: 42

Zwischen zwei Platten eines Kondensators in der Mitte befinde sich eine geladene Metallkugel, die eine Masse von m=15g hat und eine Ladung Q=3*10^-4 trägt. Die Platten haben einen Abstand von 20 cm, der Kondensator ist mit 400V aufgeladen.

a) Wie groß ist die elektrostatische Kraft auf die Kugel?

b) Berechnen Sie mit Hilfe der Energieerhaltung wie groß die Geschwindigkeit der Kugel beim Auftreffen auf eine der Kondensatorplatten ist, wenn sie aus der Ruhe beschleunigt wird (berücksichtigen Sie nur die elektrostatische Kraft).

Ich komme schon bei a) nicht weiter. Ich kenne die Formel für die elektrostatische Kraft aber kann sie nicht anwenden.

SchroedingersKatze · Anmeldungsdatum: 06.09.2010 Beiträge: 64

a) Kann es sein, dass eine Angabe fehlt? Fläche der Kondensatorplatten?

b) Welche Energieformen sind hier vertreten?

planck1858 · Anmeldungsdatum: 06.09.2008 Beiträge: 4542 Wohnort: Nrw

Hi,

a)

daraus folgt:

mathlab · Anmeldungsdatum: 25.11.2010 Beiträge: 42

Ah okay über die Feldstärke. Damit hast du recht planck1858.

b) Also hier könnte man den Energieerhaltungssatz der Mechanik anwenden, da das System isoliert ist und keine äußeren Kräfte wirken. Die anfängliche Kin. E. ist 0 und die Änderung der Pot. E., könnte man mit über

bestimmen. Aber zusammen ergibt das immer noch kein klares Bild.

mathlab · Anmeldungsdatum: 25.11.2010 Beiträge: 42

Okay ich glaube, ich habe es rausbekommen:

Potentielle Energie

Der Erhaltungssatz

Das ergibt für

Die Aufgabe geht noch weiter!

c) Die Kugel hänge nun wie eine Pendelmasse an einem masselosen, ungeladenen Faden in der Kondensatormitte. Welcher Auslenkungswinkel zur Senkrechten stellt sich ein? (hier muss man sowohl die elektrostatische als auch die Gravitationskraft betrachten)