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Ladung entlang einer Äquipotentiallinie


 
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Fotoeffekt :: Herleitung der Drehmomentgleichung beim Drehspuleninstrument  
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icecoldkilla



Anmeldedatum: 08.10.2009
Beiträge: 11

BeitragVerfasst am: Do Okt 08, 2009 8:45 pm    Titel: Ladung entlang einer Äquipotentiallinie Antworten mit Zitat

Hey,
ich habe mich gerade hier registriert und hab schon die erste Frage..

Wir beobachten ein homogenes elektrisches Feld mit einer Ladung Q zwischen den geladenen Platten.

Eigentlich sollte doch die (positive) Ladung selbstständig zur negativen Platte wandern? (oder nicht?)

Jetzt haben wir uns aber folgendes aufgeschrieben:

"Bewegt man einen Körper q entlang einer Äquipotentiallinie, so wird keine Arbeit verrichtet, da F(Kraft) senkrecht auf s (Strecke zwischen den Platten) (vgl. Kreisbewegung)"

Nach der Annahme sollte man also die Ladung entlang der Äquipotentialline bewegen können ohne Arbeit zu verrichten.
Deshalb kam mir die Frage warum ich keine Kraft aufwenden muss die Ladung auf der Linie zu halten, da sie ja von einer Platte angezogen wird.

Nach der Stunde hab ich mal den Lehrer gefragt aber die Erleuchtung kam mir dadurch nicht Razz

Kann mir hier wer helfen?
Vielen Dank schon mal im vorraus

MfG,
icecoldkilla
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Fritz



Anmeldedatum: 12.07.2009
Beiträge: 1408

BeitragVerfasst am: Do Okt 08, 2009 9:14 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo

Es stimmt, die Ladung wird durch das angelegte Feld natürlich angezogen. Und natürlich musst du eine Kraft genau entgegen der Feldlinien anwenden um die Ladung halten zu können. Wenn du die Ladung aber entlang einer Äquipotentialfläche bewegst verfolgt die Bewegungsrichtung genau senkrecht zu Kraftwirkung!

Arbeit ist ja das Skalarprodukt aus Kraft- und Wegvektor. Stehen die beiden aber senkrecht aufeinander so ist das Skalarprodukt 0.

Das ist so als würdest du mit dem Fahrrad auf ebener Fläche fahren. Ist die Reibung klein genug so brauchst du beinahe keine Kraft um forwärts zu kommen. Vom Gravitationsfeld der Erde wirst du aber trotzdem mit der Kraft deines Gewichtes angezogen Wink

Leuchtet es schon?

mfg Fritz
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icecoldkilla



Anmeldedatum: 08.10.2009
Beiträge: 11

BeitragVerfasst am: Fr Okt 09, 2009 4:29 pm    Titel: Antworten mit Zitat

zu deinem Beispiel:
Es wirkt ja aber dann auf den Radfahrer eine Gegenkraft, nämlich die von der Straße, sonst würde er ja einsinken, und bei dem elektrischen Feld is dies ja nicht der Fall

Also muss man eigentlich schon eine Kraft anwenden die die Ladung auf dem Punkt behält, aber will man die Ladung entland der Äquatoriallinie verschieben braucht man keine weitere Arbeit zu verrichten..?
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GvC



Anmeldedatum: 22.02.2009
Beiträge: 1362

BeitragVerfasst am: Fr Okt 09, 2009 5:59 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Zitat:
aber will man die Ladung entland der Äquatoriallinie verschieben braucht man keine weitere Arbeit zu verrichten..?


So ist es! Denn Arbeit ist das Skalarprodukt aus Kraft und Weg. Wenn die beiden Größen aber senkrecht aufeinanderstehen, ergibt sich für die Arbeit

W = F*s*cos90° = 0
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icecoldkilla



Anmeldedatum: 08.10.2009
Beiträge: 11

BeitragVerfasst am: Fr Okt 09, 2009 8:18 pm    Titel: Antworten mit Zitat

ok danke,
mich hats nur gewundert wegen der anziehungskraft der platte
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GvC



Anmeldedatum: 22.02.2009
Beiträge: 1362

BeitragVerfasst am: Fr Okt 09, 2009 8:57 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Was wundert Dich daran? Natürlich musst Du eine Kraft aufwenden, aber Du gehst eben senkrecht zur Kraft, das bedeutet W = 0.
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icecoldkilla



Anmeldedatum: 08.10.2009
Beiträge: 11

BeitragVerfasst am: Sa Okt 10, 2009 5:51 pm    Titel: Antworten mit Zitat

naja weil ja eigentlich noch eine kraft entgegengesetzt der anziehungskraft der ladung sein müsste, damit eben die ladung nicht auf die geladene platte "fällt"
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Fritz



Anmeldedatum: 12.07.2009
Beiträge: 1408

BeitragVerfasst am: Sa Okt 10, 2009 8:44 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Zitat:

naja weil ja eigentlich noch eine kraft entgegengesetzt der anziehungskraft der ladung sein müsste, damit eben die ladung nicht auf die geladene platte "fällt"


Richtig, die Kraft ist ja auch da. Nur ist es eben nur eine Kraft und noch lange keine Arbeit.

Anderes Beispiel: Stell dir vor die beiden Platten wären Boden und Decke des Raumes in dem du dich gerade befindest, und die Ladung würde nach unten gezogen. Dann ist doch genau so also ob da kein E-Feld wäre und nur die Gravitation die ein Gewicht nach unten zieht. Du nimmst nun die "Ladung", das Gewicht und trägst es entlang einer horizontalen Linie durch den Raum. Du spürst die Kraft die nach unten zieht ganz deutlich, umgekehrt bewirkst genau du die Kraft, die notwendig ist damit das Gewicht nicht auf den Boden fällt. Und trotzdem verrichtest du rein physikalisch keine Arbeit, da das Gewicht ja immer auf der gleichen Höhe bleibt. Du könntest das Gewicht genau so gut auf einen Servierwagen stellen und darauf durch den Raum rollen. Du verrichtest aber dabei immer noch keine Arbeit, auch der Wagen und das Gewicht nicht.

Eine Arbeit würdest du nur dann verrichten wenn du das Gewicht vom Boden aufheben würdest. Wenn du das Gewicht dann fallen lässt und deinen Fuß triffst wird genau die vorher aufgebrachte Arbeit wieder frei, wie du deutlich spürst.

Das Problem ist dass der physikalische Begriff der Arbeit nicht mit dem alltäglichen Verständnis übereinstimmt. (wie so oft) Würde man Arbeiter nach deren physikalisch erbrachter Arbeit bezahlen würden sich wohl viele aufregen.

mfg Fritz
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icecoldkilla



Anmeldedatum: 08.10.2009
Beiträge: 11

BeitragVerfasst am: So Okt 11, 2009 10:34 am    Titel: Antworten mit Zitat

ok danke für die erklärung
so langsam beginnts zu dämmern
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