Feldlinien (Physik)?
"Zur genauerern Kennzeichnung elektrischer Felder kann man Betrag und Richtung der Kraft bestimmen"
Wirtkt die Kraft nicht immer vom einer positiven Ladung zu einer negativen Ladung? Warum muss man da die Richtung der Kraft bestimmen?
5 Antworten
Vermutlich ist die Kraft auf eine (möglichst kleine) Probeladung gemeint, die man ins Feld hineinhält.
Zunächst einmal stimmt natürlich, dass eine elektrische Kraft immer von einer (1) elektrischen Ladung auf eine (1) andere ausgeübt wird. (Und natürlich umgekehrt - drittes Newtonsches Gesetz / Reaktionsprinzip.)
Aber in der Praxis hat man es selten mit einzelnen, punktförmigen Ladungen zu tun, sondern mit astronomisch hohen Zahlen von Elektronen in einem Metalldraht und Ähnlichem. Da schaffen es nicht einmal alle Supercomputer auf dieser Erde, die Kräfte jedes Ladungsträgers auf jeden anderen zu berechnen, und schon gar nicht, wenn sich da auch noch was bewegt (Elektromotor).
Um hier überhaupt rechnen zu können, fasst man die Kraftwirkungen der Milliarden und Abermilliarden von Elektronen zu einem Gebilde zusammen. Aber damit nicht genug - wenn man zwei Körper, bei denen jeweils sehr viele Elektronen zu viel oder zu wenig sind, nebeneinander hat, und dann bei nur einem Körper Elektronen dazutut oder wegnimmt (oder den ganzen Körper gegen einen anderen austauscht), muss man alles für beide Körper neu berechnen, obwohl sich am anderen Körper nichts geändert hat.
Um sich das zu sparen, hat man eine Rechengröße eingeführt, die nur noch von einem einzigen Körper und seinen (überschüssigen/fehlenden) Elektronen abhängt. Diese Rechengröße nennt man "Feld" (anscheinend hat irgendjemanden diese Rechengröße an ein Ackerstück erinnert). Die Kräfte zwischen zwei Körpern kann man dann viel einfacher über diese Felder berechnen als über die einzelnen Elektronen.
Um so ein Feld zu beschreiben, reicht eine einfache Zahl für einen Punkt im Raum nicht aus, wir brauchen auch eine Richtung - letztlich deshalb, weil auch Kräfte eine Richtung haben. Ähnlich wie beim Wetter: in jedem Punkt haben wir einen Luftdruck (einfache Zahl, "Skalar") und eine Windgeschwindigkeit (Zahl und Richtung, "Vektor").
wenn sich gleiche Ladungen zB auf metallenen Oberflächen befinden, müssen die Feldlinien aus Symmetriegründen auf den Oberflächen senkrecht stehen. Wenn man dann zwei verschieden geladene Kugeln hat, sind die Feldlinien zwischen ihnen sehr krumm...
Von Plus nach Minus ist schon richtig. Aber Feldlinien können auch gebogen sein. Die Kraft an einem Punkt des Feldes wirkt immer in Richtung in diesem Punkt.
Schau dir mal ein Feldlinienbild dazu an. Die Kraft wirkt tangential zu den Feldlinien.
https://www.edumedia-sciences.com/de/media/82-2-punktladungen
Von Pol zu Pol eben die Kraft wirkt ja nicht von beiden Polen gleich…