Berechnung Coulombkraft Feldst < SchulPhysik < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 14:32 Di 13.05.2014 | | Autor: | kolja21 |
| Aufgabe | Gegeben sind zwei Punktladungen [mm] Q1=35\mu [/mm] C und [mm] Q2=10\mu [/mm] C im Abstand von 50cm, im Vakuum.
1. Berechnen Sie den Betrag der von Q1 bewirkten Feldstärke am Ort Q2
2. Berechnen Sie die dadurch auf Q2 wirkende Coulombkraft. |
Die Formel für die Kraft ist [mm] F=\bruch{Q*q}{4\pi\varepsilon * r^{2}}
[/mm]
Kann ich die Werte einfach so einsetzen: [mm] \bruch{35\mu C*10\mu C}{4*\pi *(50cm)^{2}} [/mm] ?
Dann kommt 0,01114084602 raus. In welcher Einheit soll man das Ergebnis angeben
Die Formel, um die Feldstärke zu berechnen lautet: [mm] \overrightarrow{E}=\bruch{\overrightarrow{F}}{q}
[/mm]
Kann ich auch hier einfach die Werte einsetzen: [mm] \bruch{0,01114084602}{10\mu C} [/mm] ?
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Hallo kolja21,
> Die Formel für die Kraft ist
> [mm]F=\bruch{Q*q}{4\pi\varepsilon * r^{2}}[/mm]
> Kann ich die Werte
> einfach so einsetzen: [mm]\bruch{35\mu C*10\mu C}{4*\pi *(50cm)^{2}}[/mm]
> ?
Jein. Im Grunde geht das aber dann kommt im Ergebnis ein riesiges Einheitendurcheinander raus. In solche "fertigen" Formeln sollte man am besten immer nur SI-Einheiten, bzw. abgeleitete SI-Einheiten einsetzten. (![[]](/images/popup.gif) http://de.wikipedia.org/wiki/Internationales_Einheitensystem#SI-Basiseinheiten;
http://de.wikipedia.org/wiki/Internationales_Einheitensystem#Abgeleitete_SI-Einheiten_mit_besonderem_Namen)
Wenn du dich daran hälst kommt auch "hinten" die entsprechende (abgeleitete) SI-Einheit raus, also in diesem Fall Newton (da es ja eine Kraft ist).
> Dann kommt 0,01114084602 raus. In welcher Einheit soll man
> das Ergebnis angeben
> Die Formel, um die Feldstärke zu berechnen lautet:
> [mm]\overrightarrow{E}=\bruch{\overrightarrow{F}}{q}[/mm]
>
> Kann ich auch hier einfach die Werte einsetzen:
> [mm]\bruch{0,01114084602}{10\mu C}[/mm] ?
Siehe oben.
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 15:07 Di 13.05.2014 | | Autor: | kolja21 |
hallo Arvi-Aussm-Wald,
danke erst mal. Wäre das Folgende dann richtig:
[mm] \bruch{35*10^{-6}C*10*10^{-6}C}{4\pi*(0,5m)^{2}} [/mm] ?
Dann kommt da [mm] 1,114*10^{-10}N [/mm] raus.
Und um jetzt die Feldstärke zu berechnen:
[mm] \bruch{1,114*10^{-10}N}{10*10^{-6}C} [/mm] = [mm] 1,114*10^{-17}\bruch{V}{m}
[/mm]
Ist das richtig?
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> hallo Arvi-Aussm-Wald,
> danke erst mal. Wäre das Folgende dann richtig:
>
> [mm]\bruch{35*10^{-6}C*10*10^{-6}C}{4\pi*(0,5m)^{2}}[/mm] ?
> Dann kommt da [mm]1,114*10^{-10}N[/mm] raus.
>
Zumindest die eingesetzten Größen scheinen zu stimmen, aber wo ist die Permittivität geblieben? Auch wenn der Zahlenwert hinten richtig ist, kommt bei deiner Rechnung hinten nicht Newton raus. Was doch direkt auffällt ist, dass die Einheit C (also aufjeden fall eine abgeleitete Einheit von A) durch eine Länge geteilt wird (oder auch Fläche). Da kann ja nie im Leben Newton rauskommen, denn das hat mit A nichts zu tun. Guck dir an welche Einheit die Permittivität hat und berücksichtige die, dann kommt am Ende auch Newton raus.
Ich finde dieses Einheitenthema kommt in der Schule oft zu kurz, das sehe ich zumindest bei meinen Nachhilfeschülern.
> Und um jetzt die Feldstärke zu berechnen:
> [mm]\bruch{1,114*10^{-10}N}{10*10^{-6}C}[/mm] =
> [mm]1,114*10^{-17}\bruch{V}{m}[/mm]
>
> Ist das richtig?
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 16:52 Di 13.05.2014 | | Autor: | kolja21 |
Oh, danke. Mit der Elektrische Feldkonstante ergibt sich der Wert 12,5825725. Permitivität hat die Einheiten AmpereSekunden durch VoltMeter. Aber sollte da nicht Newton rauskommen? Was soll/kann die Kraft F sonst sein?
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Hi!
Bisher hattest du [mm] \frac{C^2}{m^2}, [/mm] und jetzt, mit [mm] \varepsilon_0 [/mm] kommst du auf [mm] \frac{\frac{C^2}{m^2}}{\frac{As}{Vm}}=\frac{C^2Vm}{Asm^2}=\frac{C^2V}{Asm}
[/mm]
Nun solltest du z.B. wissen, daß 1C=1As ist, und daher auf [mm] \frac{AsV}{m} [/mm] kommen. Wenn du jetzt noch raus findest, wie man Volt in anderen Einheiten schreiben kann, kommst du weiter.
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Hallo!
Generell hast du ja schon Hilfe bekommen. Ich sehe aber noch ein konzeptionelles Problem.
Die Aufgabe will, daß du ERST die Feldstärke E berechnest, und DANN die Kraft F.
Du machst es umgekehrt. Dabei stehen erstmal die 10µC im Zähler der Kraft, und anschließend teilst du durch 10µC, um auf E zu kommen. Wenn du vorher die Zahlen alle einsetzt und F ausrechnest, merkst du das nicht mal richtig.
Im Prinzip ist es so:
Eine Punktladung erzeugt ein Feld [mm] E=\frac{1}{4\pi\varepsilon_0}\frac{Q}{r^2}
[/mm]
gibst du an irgendeiner Stelle eine weitere Ladung q in das Feld, so wirkt auf diese die Kraft [mm] F=E*q=\frac{1}{4\pi\varepsilon_0}\frac{Q*q}{r^2}
[/mm]
(ist jetzt nicht so, daß du falsch gerechnet hast, aber es ist eben eher so gemeint.
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 19:15 Mi 14.05.2014 | | Autor: | kolja21 |
hallo Event_Horizon,
kannst du bitte noch mal schauen? Ich hoffe ich habe es jetzt vollständig.
a) elektrische Feldstärke [mm] E=\bruch{F}{q}
[/mm]
[mm] F=\bruch{Q*q}{4*\pi*\varepsilon*r^{2}}
[/mm]
Da q im Zählen und Nenner vorkommt, lasse ich es weg. Also [mm] E=\bruch{Q}{4*\pi*\varepsilon*r^{2}}
[/mm]
Eingesetzt: [mm] \bruch{35*10^{-6}C}{4*\pi*8,854187817*10^{-12}\bruch{As}{Vm}*(0,5m)^{2}}=1258257,25\bruch{N}{C}
[/mm]
b) [mm] E=\bruch{F}{q}
[/mm]
[mm] 1258257,25\bruch{N}{C}=\bruch{F}{10*10^{-6}C}
[/mm]
[mm] 1258257,25\bruch{N}{C}*10*10^{-6}C=F
[/mm]
12,5825725N=F
ist das richtig?
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 20:05 Mi 14.05.2014 | | Autor: | leduart |
Hallo
warum liest du posts so ungenau? du solltest E berechnen, da hat das zweite q nichts zu suchen! dann um F zu berechnen multiplizierst du mit dem zweiten q
(meist gibt man die Feldstärke in V/m an!
Gruß leduart
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 20:11 Mi 14.05.2014 | | Autor: | kolja21 |
Hä? das ist doch genau das was ich gemacht habe. Ich habe es nur in der Formel hingeschrieben, weil es die Standardformel ist. In der Rechnung kommt es doch gar nicht vor!
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(Antwort) fertig | | Datum: | 20:21 Mi 14.05.2014 | | Autor: | leduart |
Hallo
welches die Standardformel ist ist fraglich, meist nimmt man die für E als Standard, Aber ich hatte zu flüchtig gelesen, und so ist es auch richtig.
Gruß leduart
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