Aufgabe zur Coulombkraft

muff-in · Anmeldungsdatum: 30.11.2012 Beiträge: 7

Hi,

Ich habe hier eine Aufgabe zur Coulombkraft aus meinem Übungsbuch und da leider nur die Lösungen, aber nicht die Lösungswege (oder sonstige wörtliche Erklärungen) angegeben sind, kann ich die Lösung nicht nachvollziehen.

Könnte mir jemand helfen bzw. korrigieren?

Also:

Auf einem Isolierstab befestigte Metallkugel mit dem Radius 1,5 cm wir auf eine sehr empfindliche elektronische Waage gestellt. Die Gewichtskraft wird gemessen. Senkrecht über dieser Kugel wird eine zweite gleichartige Metallkugel isoliert angebracht. Die Kugeloberflächen haben den Abstand a = 6,0 cm. Nun werden beide Kugeln positiv geladen.
Jede trägt die Ladung 3,4 * 10^-8 C.

a) Begründen Sie, warum eine veränderte Kraft auf die Waagschale wirkt.
(Keine Lösung im Buch angegeben)

Meine Lösung: Da die beiden Kugeln positv geladen sind, stoßen sie sich gegenseitig ab, also üben sie eine Kraft aufeinander aus.
(= Coulombkraft). Diese addiert sich mit der Gewichtskraft, und somit steigt das Gewicht auf der Waage.

Frage: Müsste nicht laut dem 3. Axiom von Newton (Actio = Reactio) die Coulombkraft auf der Waage nicht zu spüren sein? Schließlich üben ja beide Kugeln eine Kraft mit dem gleichen Betrag in entgegengesetzte Richtungen aufeinander aus, und das müsste sich dann doch ausgleichen, oder etwa nicht?

b) Um welchen Betrag hat sich die Kraft auf der Waagschale geändert? Hinweis: Beim Anstand 6,0 cm ist die elektrische Influenz zu vernachlässigen.
(Angegebene Lösung: 1,3 *10^-4 N)

Meine Lösung:

Stimmt die Lösung? Also ist das im Buch nur ein Tippfehler?

c) Eine Waage dient zut Bestimmung der Masse des auf die Waagschale gelegten Körpers. Welche Massenänderung wird angezeigt?
(Angegebene Lösung: 1,3 *10^-4 N)

Meine Lösung: Irgendwie die gleiche Frage wie b) Also müsste theoretisch auch das gleiche Ergebnis rauskommen.. Trotzdem müsste sich auf der Waage doch nichts ändern oder? [ Siehe a) (Actio = Reactio?) ]

d) Was bewirkt die elektrische Influenz, wenn der Abstand a auf 1,0 cm reduziert wird?
(Keine Lösung im Buch angegeben)

Meine Lösung: Vielleicht, dass sich die Ladungen trennen?? Protonen können sich ja nicht bewegen oder? Also werden die Elektronen auf den Metallkugeln versuchen so viel Abstand zueinander zu gewinnen wie möglich, aber die Protonen auf den beiden Kugeln stoßen sich auch ab, können sich aber nicht bewegen. Also entsteht eine Ladungstrennung in der Metallkugel?

isi1 · Anmeldungsdatum: 03.09.2006 Beiträge: 2903 Wohnort: München