Schwebender Aluminiumflitter (kürzer)
Question
Solution
Short
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The following quantities appear in the problem:
Masse \(m\) / elektrische Ladung \(q, Q\) / Kraft \(F\) / Strecke \(s\) / Ortsfaktor \(g\) /
The following formulas must be used to solve the exercise:
\(F = \frac{1}{4\pi\epsilon_0}\cdot \frac{q_1q_2}{r^2} \quad \) \(F = mg \quad \)
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Exercise:
Eine kleine Metallkugel trägt die Ladung q_mathrmK-.^-siC. Im Abstand d.sicm vom Kugelmittelpunkt schwebt über der Kugel ein sehr kleines Stück Aluminiumfolie der Masse m.^-sig. Er wird von der elektrischen Kraft am Absinken gehindert. abcliste abc Berechnen Sie die Ladung Q die die Aluminiumfolie trägt. abc Die Metallkugel werde samt ihrer Ladung vollständig in Plexiglas eingeschlossen. In welchem Abstand von der Kugel beträgt die Feldstärke N/C? abcliste
Solution:
%newline enumerate item Damit der Aluminiumflitter schwebt muss Kräftegleichgewicht zwischen abstosser Coulombkraft und Gewichtskraft des Flitters herrschen: F_mathrmGF_mathrmCRa m gfracpivarepsilon_fracq q_mathrmKd^ Ra qfracm g pivarepsilon_ d^q_mathrmKboldsymbol-.E-mathrmC item Ges.: r Die Feldstärke einer Punktladung beträgt: Efracpivarepsilon_varepsilon_rfracq_mathrmKr^ Damit erhalten wir für r: rsqrtfracpivarepsilon_varepsilon_rfracq_mathrmKEboldsymbol.E-mathrmmres.cm enumerate
Eine kleine Metallkugel trägt die Ladung q_mathrmK-.^-siC. Im Abstand d.sicm vom Kugelmittelpunkt schwebt über der Kugel ein sehr kleines Stück Aluminiumfolie der Masse m.^-sig. Er wird von der elektrischen Kraft am Absinken gehindert. abcliste abc Berechnen Sie die Ladung Q die die Aluminiumfolie trägt. abc Die Metallkugel werde samt ihrer Ladung vollständig in Plexiglas eingeschlossen. In welchem Abstand von der Kugel beträgt die Feldstärke N/C? abcliste
Solution:
%newline enumerate item Damit der Aluminiumflitter schwebt muss Kräftegleichgewicht zwischen abstosser Coulombkraft und Gewichtskraft des Flitters herrschen: F_mathrmGF_mathrmCRa m gfracpivarepsilon_fracq q_mathrmKd^ Ra qfracm g pivarepsilon_ d^q_mathrmKboldsymbol-.E-mathrmC item Ges.: r Die Feldstärke einer Punktladung beträgt: Efracpivarepsilon_varepsilon_rfracq_mathrmKr^ Damit erhalten wir für r: rsqrtfracpivarepsilon_varepsilon_rfracq_mathrmKEboldsymbol.E-mathrmmres.cm enumerate