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