Physik Forum

[Gast]

Hallo,

bin ein in einem physik grundkurs und muss folgende aufgabe rechnen:

zwei gleiche kügelchen (0,50g) sind jewwils an einem 1,0m langen, oben am selben punkt befestigten faden aufgehängt u tragen gleiche ladung. Ihre mitten haben egen der abstoßung 20cm abstand. wie groß sind ihre ladungen?

ich denke mir mal man muss das coulombsche gesetzt zu rate ziehen, dieses haben wir jedoch erst in der letzten stunde kurz angesprochen und ich komme absolut nicht weiter..
ich wäre über einen lösungsweg sehr dankbar

[GvC]

Mach Dir mal ne Skizze und bestimme die Kräfte, die aud ein Kügelchen wirken: Coulombkraft Fc in waagrechter Richtung, Gewichtskraft Fg senkrecht nach unten. Sei alpha der halbe Auslenkungswinkel, dann gilt

tan(alpha) = Fc/Fg

alpha findst Du dann auch in dem Dreieck, den der ausgelenkte Faden mit der Senkrechten und der Auslenkung (=halber Abstand der Kügelchen) bildet.

[Gast]

ja hab ich schon gemacht...
demnach wäre tan= 1m(ankathete) : 0,1m (gegenkathete)
ich habe noch nie mit dem Coloumbschen Gestzt gearbeitet...kannst du mir sagen wie ich weiter vorgehen muss
ist mir fast ein bisschen peinlich aber mit tan&co bin ich mir auch nicht so sicher...

[GvC]

Also zunächst: Tangens ist Gegenkathete zu Ankathete. Was Du gesagt hast, ist der Cotangens. Wenn Du Dir Deine Skizze ansiehst, wirst Du erkennen, dass die Ankathete nicht 1m lang ist, sondern geringfügig weniger. Eigentlich müsste man den Winkel erst über den Sinus bestimmen und davon dann den Tangens nehmen. Allerdings sind bei kleinen Winkeln der Sinus und der Tangens praktisch gleich groß.

Zum Coulombschen Gesetz: Es beschreibt die Kraft auf zwei elektrische Ladungen (abstoßend bei "gleichnamigen", anziehend bei "ungleichnamigen" Ladungen).

Fc = Q1*Q2/(4*pi*eps*r²)

mit eps = Dielektrizitätskonstante
r = Abstand der Ladungen voneinander

Im vorliegenden Fall sind beide Ladungen gleich groß.

---> Fc = Q²/(4*pi*eps*r²)