Elektrische Ladung

StelzGeist · Anmeldungsdatum: 21.12.2012 Beiträge: 26

Meine Frage:
Zwei gleiche Kugeln von je

Gewichtskraft sind an je einem 0,45m langen, oben an demselben Punkt befestigten Faden aufgehängt und tragen gleiche Ladungen. Die Kugelmittelpunkte haben einen Abstand von 15 cm.
Bestimmen Sie die Ladung jeder Kugel.

Meine Ideen:
Ich habe folgende Ansätze:

(1) gesucht: Q1 und Q2, wobei Q1=Q2, da "gleiche Kugeln"

(2) Es gilt:

(3) aus 1 und 2 folgt, dass

Weiter gilt folgendes:

DIe beiden Kugeln hängen an einem gemeinsamen Punkt, durch ihre gleichen Ladungen stoßen sie sich gleich ab, sodass r =15 cm = 0,15 m der Abstand der Kugeln ist, der als gleichschenkliges Dreieck mit der länge l = 0,45m (2x 0,45m) und Grundseite r = 0,15m ist.

Die elektrische Kraft steht mit der Gewichtskraft in einem besonderen Verhältnis, daraus folgt, dass

F eletrisch ungleich 0 ist und

also ein Kräftparallelogramm

Stimmen meine Überlegungen überein, oder gibt es Fehler?

Ibrahim · Gast

Es fehlt noch

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Bis jetzt ist kein Fehler zu erkennen. Inwieweit Deine Überlegungen zielführend sind, bleibt abzuwarten.

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

StelzGeist · Anmeldungsdatum: 21.12.2012 Beiträge: 26

Naja also zielführend ist doch schon, ich hab halt vergessen das mit Alpha aufzuschreiben.

Wenn aber dies alles soweit richtig ist, dann liegt ein gleichschenkliges Dreieck vor. (mit l = 0,45 m (2x) und r = 0,15 m)

Gesucht ist also der Winkel, der die Auslenkung anzeigt(oben).

Das Dreieck lässt sich in 2 rechtwinklige Dreiecke zerlegen, wenn die Höhe auf die Grundseite als Trennung angesehen wird.

Es entstehen 2 Dreiecke mit dem Maßen: l = 0,45 m , d = 0,5 * r und einer unbekannten Höhe.

Für Alpha gilt:

, wenn Beta der Winkel des rechtwinkligen Dreiecks ist, für den gilt:

, wie gesagt d = 0,5 * r

Daraus folgt, dass

Weiter ist

19,19°

Oben stand irgendwo, dass

daraus folgt, dass

das soll in die Ausgangsformel, die Q berechnet, eingesetzt werden:

daraus folgt:

Jetzt noch Werte einsetzen:

Dabei gehe ich davon aus, dass Epsilon Null in einem Tafelwerk, einer Formelsammlung steht.

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Nein, das ist nicht richtig. Der Fehler liegt in der Definition des Winkels

. Du selbst hast ihn definiert als

StelzGeist · Anmeldungsdatum: 21.12.2012 Beiträge: 26

Das heißt aber, dass Alpha = 2 Beta eine falsche Aussage ist.

Tan (alpha) zeigt also das Verhältnis zwischen elektrischer Kraft und Gewichtskraft an.

Alpha ist also die Hälfte des eigentlichen Winkels in dem gleichschenkligen Dreieck, oder?

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861