Physik-Aufgabe EFeld-Kraft

7 Antworten

die wahren Physiker wissen es sicher besser, aber mal mit deiner Formel: s=(F * l)/G und F=m * g also F=0,4 N und l=1m und G= 0,35 N (1C~70kN und 5 * 10^-6 C ~ 0,35 N) ergibt s=1,14m nur mal so gerechnet.

ohlala elle...ne auslenkung die größer als der strick ist? ;)

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Ist mittlerweile 8 Jahre her aber vielleicht kann ich denen helfen, die zurzeit das selbe Problem haben.

Gegeben:

  • m=40g=0,040kg
  • Q=5nC=5×10^(-9) (bin mir nicht sicher ob das so richtig ausgeschrieben wird, jedenfalls meine ich mit "^(-9)" hoch minus Neun.
  • E=70kN/C=70000N/C
  • l=1m

Gesucht:

s

Benötigte Formeln:

  • Fg=m×g (Gewichtskraft) (g=Erd-Gravitation also 9,81m/s^2)
  • Fel=E×Q (Umstellung von E=F/Q) (Fel=Elektrische Kraft)
  • tan (a) = Fel/Fg -> a= tan^(-1)×(Fel/Fg)
  • sin (a)=s/l -> s=l×sin (a)

Berechnung:

Zunächst berechnet ihr die Kräfte, die am Pendel bzw. Faden vorliegen. In dem Fall

Fel und Fg. Hierzu verwendet ihr die obigen Formeln also:

für Fel: Fel=F×Q=70000N/C×5×10^(-9)C

=0,00035N

für Fg: Fg=m×g=0,040kg×9,81m/s^2

=0,3924N

Nun berechnet ihr den Ausschlagswinkel mit tan (a)=G/A.

In dem Fall ist eure Gegenkathede Fel und eure Ankathede Fg

also: tan (a)= Fel/Fg=0,00035N/0,3924N

Im Taschenrechner rechnet ihr anschließend den Winkel aus.

a= tan^(-1)(0,00035N/0,3924N)

=0,05°

Jetzt wo ihr den Ausschlagswinkel berechnet habt könnt ihr auch den Ausschlag s berechnen mit sin (a)=(G/A)

bzw. sin (a)=(s/l) durch umstellen ergibt sich s=l×sin (a) -> Ergebnis 0,00088m

Kleine Korrektur: Fel=E×Q nicht F×Q, sorry

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Fres berechnen: 180°-(winkel zwischen Fe und Fg) erst mal berechnen und dann mit Kosinussatz ; Fres²=Fe²+Fg²- 2 * Fe * Fg * cos (dem Winkel den du ausgerechnet hast)

Alle dreiecke da sind rechtwinklig :)

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Also, die sagen Dir alle nicht, um was es wirklich geht, sie wissen es selbst nicht, tun nur so! Denk mal nach: was heisst 70 kN je Coulomb? Das ist ziemlich viel, anschaulich gesagt: 70000 N : 9,81= 7135 kg entsprechend. Da ich nicht weiß, ob Du noch hier rein schaust,sag ich nun mehr nicht! Trag die Newton als Vektor an;

zeichne dir ein bild, wo die kugel ausgelenkt ist und dann die kräfte (s. skizze) kräfte werden vektoriell addiert, das heißt die pfeile werden hintereinander angehangen (entweder den blauen an den grünen oder andersrum. du kommst in beiden fällen zum schnittpunkt der gelben hilfslinien). vom angriffspunkt der kräfte (also an der kugel) bis zu diesem punkt gibt die resultierende kraft. nach der auslenkung hat der faden die gleiche richtung wie die resultierende kraft. jetzt musst du quasi nur noch einfache geometrie im rechtwinkligen dreieck anwenden und damit kriegst du den winkel.

 - (Mathematik, Physik, Sexualität)

ich sehe grade, dass ich die kräfte in der zeichnung vertauscht habe. Fg ist natürlich die kraft, die nach unten zeigt und Fe die elektrische kraft, die nach rechts zeigt.

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