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Hallo liebe Forum-Freunde
Leider komme ich bei folgender Aufgabe nicht weiter,deshalb bitte ich euch um eure Hilfe.
Aufgabe:
Du möchtest die elektrische Ladung einer Kugel (Masse 0,40g)bestimmen. Du hängst die geladene Kugel an einem 1,80m langen Faden zwischen die Platten eines Plattenkondensators ( Plattenabstand d=6,5 cm, Spannung zwischen den Platten 45 V) und misst eine Auslenkung von a= 17mm.
Erstelle ein realistisches Versuchsprotokoll (inklusive einer Skizze) zu diesem Versuch. Führe alle Überlegungen und Berechnungen sorgfältig aus. Gehe auch auf Probleme, die Du bei der Versuchsdurchführung erwartet, ein und gib Lösungsmöglichkeiten an.
Leider bin ich ratlos,würde mich über jeden Tipp und Idee freuen.
Vielen Dank im Voraus
MfG
Hasan
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 22:24 Di 10.03.2009 | | Autor: | leduart |
Hallo
im Plattenkond. herrschr ein elektrisches Feld E wie gross ist es.
in dem homogenen Feld erfaehrt Q eine Kraft F=
die kraft wirkt waagerecht, m*g senkrecht nach unten, zusammen spannen die 2 den Faden. Zeichnung! Kraeftezerlegung. daraus auf die el. Kraft schliessen, daraus auf Q.
Was schwierig ist ueberleg mal erst selbst.
Wenn man ratlos ist, macht man a) ne Zeichnung, b) schreibt man mal alles auf was man weiss:
wird ausgelenkt ..aha. Kraft woher.. aha Kondensator, wieso ??? usw. dann kommt ein Denkprozess zu Stande.
Anderes Vorgehen fast immer erfolglos:
Das Rezept fuer Versager:
hinsetzen.. o je, dazu faellt mir nix ein. is zu schwer fuer mich. da weiss ich ja keine Formel zu, das haben wir doch noch nich gehabt.![[grins]](/images/smileys/grins.gif "[grins]")
Gruss leduart
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Hallo
Ich habs versucht und bin zum folgenden Ergebnis gekommen:
Fragestellung:Bestimme die elektrische Ladung einer Kugel (MAsse 0,40 g).
Aufbau:Man hat einen Ständer aufgestellt,an dem ein Faden mit einer Kugel hängt.Die Kugel ist an dem Faden befestigt.Diese Kugel ist zwischen zwei Platten angeordnet, das ist der Plattenkondensator.An dem Plattenkondensator ist ein Voltmeter und ein Netzteil angebracht.Wir haben noch eine Lampe im Versuchsaufbau (wofür?/ Randbemerkung vom Lehrer)
Durchführung und Beobachtung:
Man lässt die geladene Kugel in dem Plattenkondensator,sie begibt sich auf eine Seite der Platten und kommt wieder zurück.Man stellt vor dem Plattenkondensator einen Schirm, der von hinten beleuchtet wird. Wir sehen die Auslenkung auf dem Papier und markieren es.
Skizze:fehlt mir immer noch,ich kriege es leider nicht hin.Würd mich über jede Hilfe dafür freuen.
Deutung und Rechnung: leider habe ich dort keinen Ansatz
Liebe Forum-Freunde leider habe nur so wenig hinbekommen,für den Rest bitte ich euch um Idee,Rat,Korrektur,Ergänzung.
Vielen Dank im Voraus.
MfG
Hasan
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(Antwort) fertig | | Datum: | 17:49 Mi 18.03.2009 | | Autor: | leduart |
Hallo Hasan
Im el. Feld E des Kond. wirkt auf die Ladung q der Kugel eine Kraft F=q*E die kraft ist nach versuchsaufbau waagerecht.
wegen der masse wirkt auf die Kugel die Kraft mg senkrecht nach unten. die(vektorielle) addition der 2 Kraefte ergibt die kraft, die den faden spannt undihn ausgelenkt haelt.
Damit kann man aus der Auslenkung und bekanntem mg und E auf q schliessen.
Dazu brauchst du ne Zeichnung mit den 2 Kraeften und dem Seil.
Die Auslenkung der Kugel wird im Schattenwurf beobachtet, da man sie schlecht berechnen kann. dazu kann man den Winkel markieren, den das Seil zur senkrechten bildet oder direkt die Auslenkung der Schattenkugel. Wenn man den ort der Lichtquelle, Kugel, Schirm kennt, kann man mit Strahlensatz aus der Schattenauslenkung die Kugelauslenkung berechnen.
Das Exp. sollte so gestaltet werden, dass die Kugel NICHT an die Platte anschlaegt, weil sie sonst bei der Beruehrung ihre ladung aendert.
Messgroessen: Spg. am Kond =U Abstand der Platten d, daraus E
Masse der Kugel m, Laenge des Fadens L, Auslenkung a der Kugel.
Jetzt mach mal die Zeichnung mit den 2 Kraeften und der
Seilkraft und , du solltest sehen, dass du aehnliche Dreiecke bei den kraeften und L,a kriegst.
Gruss leduart
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Hallo und sehr vielen Dank für die angebotene Hilfe,Deutung.
Meine Rechnung sieht nun folgendermaßen aus:
Rechnung:
Formeln: [mm] \bruch{U}{d} [/mm] (Elektrische Feldstärke nur bei Plattenkondensator)
[mm] F_{el}=\bruch{a}{l}*m*g
[/mm]
[mm] E=\bruch{F_{el}}{Q}
[/mm]
gegeben: Masse:0,40 g = [mm] 4*10^{-4}kg
[/mm]
Plattenabstand d= 6,5 cm = 0,065m
Spannung U= 45 V
Auslenkung a= 17 mm = 0,017m
Fadenlänge l= 1,80 m
gesucht: Q=?
einsetzen:
[mm] E=\bruch{45 V}{0,065m}=692,307 \bruch{V}{m}=692 \bruch{N}{C}
[/mm]
[mm] F_{el}=\bruch{a}{l}*m*g
[/mm]
= [mm] \bruch{0,017m}{1,80m}*(4*10^{-4}kg)*9,81 \bruch{m}{s^2}
[/mm]
= [mm] 3,706*10^{-5}N
[/mm]
[mm] E=\bruch{F_{el}}{Q} [/mm] /*Q
[mm] E*Q=F_{el} [/mm] / /E
[mm] Q=\bruch{F_{el}}{E}
[/mm]
[mm] =\bruch{3,706*10^{-5}N}{692 \bruch{N}{C}
}=5,3531*10^{-8}C
[/mm]
Antwortsatz: Die elektrische Ladung der Kugel beträgt [mm] 5,3531*10^{-8}C [/mm] .
Nur leider kann ich meine Skizze nicht hier einfügen,da ich keinen Scanner habe,deshalb weiß ich leider auch nicht ob meine Skizze korrekt ist.Würde mich über eine Skizze zum Vergleichen freuen.
Vielen Dank im Voraus.
MfG
Hasan
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 19:20 Mo 23.03.2009 | | Autor: | matux |
$MATUXTEXT(ueberfaellige_frage)
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Hallo und sehr vielen Dank für die angebotene Hilfe,Deutung, liebe Forumfreunde.
Meine Rechnung sieht nun folgendermaßen aus:
Rechnung:
Formeln: [mm] \bruch{U}{d} [/mm] (Elektrische Feldstärke nur bei Plattenkondensator)
[mm] F_{el}=\bruch{a}{l}*m*g [/mm]
[mm] E=\bruch{F_{el}}{Q} [/mm]
gegeben: Masse:0,40 g = [mm] 4*10^{-4}kg [/mm]
Plattenabstand d= 6,5 cm = 0,065m
Spannung U= 45 V
Auslenkung a= 17 mm = 0,017m
Fadenlänge l= 1,80 m
gesucht: Q=?
einsetzen:
[mm] E=\bruch{45 V}{0,065m}=692,307 \bruch{V}{m}=692 \bruch{N}{C} [/mm]
[mm] F_{el}=\bruch{a}{l}*m*g [/mm]
= [mm] \bruch{0,017m}{1,80m}*(4*10^{-4}kg)*9,81 \bruch{m}{s^2} [/mm]
= [mm] 3,706*10^{-5}N [/mm]
[mm] E=\bruch{F_{el}}{Q} [/mm] /*Q
[mm] E*Q=F_{el} [/mm] / /E
[mm] Q=\bruch{F_{el}}{E} [/mm]
[mm] =\bruch{3,706*10^{-5}N}{692 \bruch{N}{C}
}=5,3531*10^{-8}C [/mm]
Antwortsatz: Die elektrische Ladung der Kugel beträgt [mm] 5,3531*10^{-8}C [/mm] .
Nur leider kann ich meine Skizze nicht hier einfügen,da ich keinen Scanner habe,deshalb weiß ich leider auch nicht ob meine Skizze korrekt ist.Würde mich über eine Skizze zum Vergleichen freuen.
Vielen Dank im Voraus.
MfG
Hasan
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(Antwort) fertig | | Datum: | 12:46 Mi 25.03.2009 | | Autor: | leduart |
Hallo
Deine Formeln sind alle richtig, deshalb muss wohl auch deine skizze richtig sein. Die Zahlenwerte hab ich allerdings nicht nachgerechnet.
Gruss leduart
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