Elektrische Kraft - Zerlegung < HochschulPhysik < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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Hallo,
ich habe einen kleinen Blackout. Die Aufgabe scheint extrem einfach zu sein:
Zwei Kugeln der Masse m = 0.5g wurden mit isolierten Fäden von l = 0.1m Länge am gleichen Punkt aufgehängt. Sie werden gleich stark elektrostatisch aufgeladen und die Fäden bilden einen Winkel von 75 Grad. Wie groß ist die Ladungen auf den Kugeln?
Okay. Einerseits wirkt auf jede Kraft die normale "Erdanziehungskraft":
[mm] F_G [/mm] = mg
Zusätzlich stoßen sich die Kugeln mit:
[mm] F_{el} [/mm] = [mm] \frac{1}{4 \pi e_o} \frac{Q^2}{r^2} [/mm] ab.
Den Abstand der Kugeln kann ich ausrechnen. Ebenso [mm] F_G. [/mm] Aber jetzt scheitert es bei mir bei der Kräftezerlegung.
[Dateianhang nicht öffentlich]
[mm] F_G [/mm] wirkt senkrecht nach "unten". Diese Kraft kann ich aufteilen in Richtung des Fadens und eine darauf orthogonal stehende Kraft.
[mm] F_{el} [/mm] wirkt horizontal (parallel zum "Boden") je von der anderen Kugel weg.
Anbei eine Zeichnung.
Aber nun?
Dateianhänge:
Anhang Nr. 1 (Typ: png) [nicht öffentlich]
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 19:40 Sa 19.04.2008 | | Autor: | Zneques |
Hallo,
F (die Kraft in Fadenrichtung) isr die Summe von [mm] F_G [/mm] und [mm] F_{el}.
[/mm]
Du kannst also ein Dreieck (die Zerlegung von F) mit den Kanten F, [mm] F_G [/mm] und [mm] F_{el} [/mm] zeichnen. Da [mm] F_G [/mm] orthogonal zu [mm] F_{el} [/mm] steht, ist es ein rechtwinkliges Dreieck. Aus den 75° kannst du dir beide Winkel herleiten.
Somit hast du Winkel und eine Kathete und suchst die andere Kathete.
Der Tangens ist die Winkelfunktion, die genau mit den Dreien rechnet.
Ciao.
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