Ladungen in Quadrat und Dreieck: E-Kraft und E-Feld?

Sunny94 · Anmeldungsdatum: 01.03.2013 Beiträge: 158

Hallo ihr Lieben,

ich habe zwei Fragen, die mich beschäftigen...

1. Frage:
Gleichseitiges Dreieck mit Ladungen +q, +q*, -q in den Ecken.
Frage: Wie ist die Kraft auf +q* gerichtet?

2. Frage:
Quadrat mit jeweils zwei +q und -q diagonal gegenüber angeordnet in den Ecken.
Frage: Wo ist das elektrische Feld null?
_____

Meine Ansätze (bitte korrigiert mich...):

Unten seht ihr ein Bild, wie ich die Ladungen angeordnet habe

zu 1:
Ich würde sagen, dass die Kraft, die auf +q* gerichtet ist parallel zur Verbindungslinie zwischen +q und -q sein müsste.
Begründung:
Zwischen +q und +q* ist die Kraft abstoßend, also eine Verlängerung der Seite zwischen ihnen nach "oben" und "unten".
Zwischen +q* und -q ist die Kraft anziehend, d.H. Betragsgleich auf der Seite zwischen +q* und -q auf einander zu wirkend.

Stimmt das?
Es wäre ja noch möglich, dass die Kraft auf +q* :
- parallel zur Linie, die die Höhe des Dreiecks darstellt
- antiparallel zu dieser Linie
- oder insgesamt Kraft=0

zu 2:
Hier würde ich sagen, dass das Feld im Mittelpunkt des Quadrates 0 ist.

Stimmt das?
Es wäre ja auch noch möglich, dass das Feld 0 ist bei:
- in den Mittelpunkten der Seiten
- jeweils an den vier Eckpunkten (das schließe ich jedoch aus...stimmt doch?)
- nirgends, außer in großer Entfernung

Bitte helft mir, evtl. könntet ihr mir auch Tipps geben, wie man allgemein an solche Aufgaben heran geht. Das wäre nett!

Es wird vermutlich mit den Formeln der Coulomb-Kraft und Feld E=Kraft/Ladung=F/q zusammenhängen, richtig?

Danke für eure Hilfe...

Grüße
Sunny

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 21601

Kennst du eine exakte Formel zur Berechnung der Kraft als Vektor?

Sunny94 · Anmeldungsdatum: 01.03.2013 Beiträge: 158

Nein, leider nicht...

Ich kenne nur die "Betrags-Formel" für die Kraft (Coulomb-Gesetz):

Ich habe ja auch gar keine Zahlen bzw. Vektoren in dem Sinne, dass ich das ganz ausrechnen könnte.

Ich wollte mit der "Kräfte-Parallelogramm"-Sache herangehen (ich weiß, dass sind im Prinzip auch nur Vektoradditionen).

Ich dachte bei 1:

Kraft

auf der Verbindungslinie, Kraft

als Verlängerung der Verbindungslinie nach oben rechts aus dem Dreieck heraus.

Resultierende Kraft wäre dann zwischen beiden ungefähr parallel zur Grundseite (+q auf -q)

Oder?

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 21601

Die Formel ist fast ausreichend; für Vektoren gilt

Dabei zeigt der Einheitsvektor e von der Ladung a zu bzw. umgekehrt, je nach dem auf welche Ladung man die Kraft berechnen möchte.

Aber du hast recht, das Kräfteparallelogramm für die Addition von Kräften ist schon der richtige Weg.

Sunny94 · Anmeldungsdatum: 01.03.2013 Beiträge: 158

Ah, danke für die Info mit der Vektor-Formel...

Dann stimmt meine Idee bei 1). Das ist schon mal gut. Ich weiß ja nichts über die Größe der Ladung, also nehme ich an, dass sie alle gleich groß sind.
Die Lösung (Parallel zur Grundseite) müsste dann stimmen, oder?

zu 2) nehme ich ebenfalls an, dass die Ladungen alle Betragsmäßig gleich groß sind.
Nur, wo ist das Feld 0? Da bin ich mir unsicher...

Sunny94 · Anmeldungsdatum: 01.03.2013 Beiträge: 158

Hi TomS,

kannst du bitte so freundlich sein, und mir sagen, ob meine Antwort zu 1) aus dem Post über dem hier stimmt?

Zu 2) habe ich mir jetzt überlegt, dass das Feld in der Mitte 0 ist. Stimmt das?