Elektrische Feldstärke [Help]

scientit · Anmeldungsdatum: 27.09.2007 Beiträge: 3

hi leuts, mein erster thread hier und ich komm gleich mit ner schönen Aufgabe wo ich nich wüsste wo ich anfangen sollte...

aaalso:

gegeben:
- homogenes elekt. Feld zw. zwei Plattenkondensatoren
--> U = 7 kV (=7000V)
--> d(bzw s, also der Abstand) = 3,5 cm
- kleine Metallkugel darin
--> m = 0,1g
--> Q = 2*10^-9 C

die platten sind so gedreht, dass das elekt. Feld und die Gravitationskraft parallel zueinander sind, also dass eine platte auf dem "Boden" liegt und die andere im Abstand d darüber montiert ist.
ok die erste Aufgabe gliedert sich wie folgt: man soll F auf die Kugel berechnen wenn 1. Gewichtskraft und Feldstärke gleich gerichtet sind bzw 2. entgegengesetzt (also entweder die neg. platte auf dem boden oder die positive).
Die Aufgabe habe ich gelöst und bekam (mit den Zwischenergebnissen Fel(Kraft auf Probeladung) = 2*10^-4 N und Fg(Gewichtskraft) = 9,81*10^-4 N) für Fg entg. Fel --> 5,81*10^-4 N und für Fg in richtung Fel --> 13,81*10^-4 N.

jetzt gibt es allerdings noch eine zweite Aufgabe, bei der die Feldstärke nun senkrecht zu Fg ist, also die Platten sich nicht mehr horizontal, sondern vertikal gegenüberstehen. Die Kugel ist 1cm von der pos. Platte entfernt u. wird von der neg. angezogen (von der sie logischerweise dann 2,5 cm weg ist). Gesucht ist nun die Stelle und die Geschwindigkeit auf der und mit der die Kugel auf der neg. Platte auftrifft und die dazu benötigte Zeit.
den einzigen Tip den ich hatte, war eine gleichmäßig beschleunigte Bewegung... aber ich wüsst nich was ich damit anfangen soll^^

pls help a noob smile

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5797 Wohnort: Heidelberg

Hallo!

Du musst die Bewegung getrennt in der x- und y-Koordinate betrachten, also horizontal und vertikal. In beiden Richtungen hast Du eine gleichmäßig beschleunigte Bewegung, allerdings mit unterschiedlichen Beschleunigungen, weil die Kräfte ja auch unterschiedlich sind. Senkrecht wirkt ja wie immer die Gewichtskraft auf die Kugel und waagerecht eben die Coulomb-Kraft.
Du kannst also wieder Gleichungen dieser Art aufstellen:

und für die y-Richtung (also senkrecht):

Wenn

2,5cm ist, dann hat die Kugel ja die Kondensator-Platte erreicht. Du kannst also über die Gleichung für

den Zeitpunkt ausrechnen und damit dann

berechnen. Dann weißt Du schon, wie weit die Kugel gefallen ist.
Du kannst auch die Geschwindigkeitskomponenten ausrechnen und über den Pythagoras auch den Betrag der Geschwindigkeit beim Auftreffen.

Gruß
Marco

scientit · Anmeldungsdatum: 27.09.2007 Beiträge: 3

ich habs endlich gerallt und hab als sy=1,5 cm und als vges= 0,593 m/s raus.. kann das hinkommen?

THX A LOT!! Big Laugh

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5797 Wohnort: Heidelberg

Hallo!

Ich habe mal schnell sy ausgerechnet und bekam da jetzt aber ~6,13cm raus. Kann zwar sein, dass ich da auch einen Fehler gemacht habe, aber irgendwie kann Dein Ergebnis nicht stimmen. Ich bekomme nämlich als Beschleunigung in x-Richtung durch die Coulomb-Kraft ax = 4m/s² raus, was ja weniger ist, als die Erdbeschleunigung, die die Kugel in y-Richtung hat. Also müsste sie in y-Richtung auch weiter kommen, als sie in x-Richtung (das waren ja 2,5cm) geflogen ist.
Kannst Du mal ein paar Zwischenergebnisse angeben, damit ich mir das anschauen kann?

Gruß
Marco

scientit · Anmeldungsdatum: 27.09.2007 Beiträge: 3

ja ok hab den fehler gefunden -.-
hab die formel falsch umgestellt und habs vor freude dass ichs kapiert hab nich gemerkt^^ hab jetzt auch 6,2 cm raus für sy und für vges= 1,188 m/s