Ladung an einer Feder im Kondensator

OzziT · Anmeldungsdatum: 11.02.2020 Beiträge: 3

Hi Physiker,

Ich habe eine Aufgabe, die ziemlich leicht erscheint aber mich trotzdem zum stutzen bringt. Könnt ihr mir Abhilfe schaffen:

Ein Kondensator hat den Plattenabstand d=10cm und die Spannung U=1V.
Im Zwischenraum herrsche ein homogenes elektrisches Feld.
An der oberen Kondesatorplatte ist eine Feder (k=200Nm) befestigt, die unter dem Einfluss der Schwerkraft senkrecht nach unten hängt und nicht mit dem elektrischen Feld wechselwirkt. An der Feder hängt ein Körper mit einer Ladung q = 0.5 C. Die Position des Schwerpunkts dieses Körpers bei ausgeschaltetem Kondesator, d.h. ohne angelegt Spannung,
bezeichnen wir als Ruhelage. Sie befindet sich genau in der Mitte zwischen den beiden Platten.

a) Berechnen Sie den Betrag des elektrischen Feldes zwischen den Kondensatorplatten.

b) Was ist die Gleichgewichtslage des Körpers bei eingeschaltetem Kondensator? Vernachlässigen Sie Effekte aufgrund
einer Polarisation des Körpers im elektrischen Feld. Die obere Platte ist positiv und die untere Platte negativ
geladen.

c) Geben Sie das Federpotential und das elektrostatische Potential der Ladung q als Funktion der vertikalen Position
z an.

d) Skizzieren sie qualitativ die beiden Potentiale in einem gemeinsamen Diagramm als Funktion von z. Markieren Sie
in diesem V(z)-Diagramm die Gleichgewichtslage im Kondensator.

Ansatz:
a) Scheint relativ simpel zu sein => E=U/d= 10V

b) Ich hätte da nur F(Feder) = F(Kond) gemacht. Da ich nicht weiß wie ich die Gewichtskraft einbauen soll ohne eine Masse gegeben zu haben

c) Keine Ahnung

d) Keine Ahnung

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Eine Skizze würde die Aufgabenstellung etwas klarer machen.

OzziT · Anmeldungsdatum: 11.02.2020 Beiträge: 3

Weiß nicht genau wie das geht aber hab mal ein Foto als Attachment hinzugefügt

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

OzziT · Anmeldungsdatum: 11.02.2020 Beiträge: 3

Lustigerweise ist das eine Aufgabe Wort für Wort aus einer Klausur aus meiner Technischen Uni