Physik-Aufgabe EFeld-Kraft

7 Antworten

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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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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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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=0,1m

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