Masse der Kugeln < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 10:56 Mi 07.11.2007 | | Autor: | Sierra |
| Aufgabe | Zwei Kugeln mit gleicher Masse sind an gleichlangen Fäden von 20cm Länge so aufgehängt, dass sie sich berühren. Nun wird auf sie eine Ladung von 0,4 [mm] \mu [/mm] C übertragen, sodass sie einander abstoßen und die Fäden einen Winkel von 60° einschließen.
Berechnen Sie die Masse der Kugeln |
Hallo,
habe leider nicht den leisesten Schimmer wie ich da ansetzen soll.
Betrachte ich die beiden Kugeln als Punktladungen?
Ich weiß nicht mit welcher Formel ich ansetzen könnte, gerade weil ich keine (zum Thema passende) finde, die die Masse enthält.
Bitte um einen Ansatz :)
Gruß Sierra
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Hallo!
Ja, du gehts hier von Punktmassen aus. Zunächst benötigst du die el. Kraft zwischen den beiden Kugeln. Den Abstand der Kugeln kannst du einfach berechnen (betrachte mal nur eine einige ausgelenkte Kugel, dann hast du ein rechtwinkliges Dreieck), und daraus über die Formel für Punktladungen auch die Kraft zwischen den Ladungen.
Und jetzt schau dir nochmal eine Kugel mit ihrem Faden an: Auf sie wirkt die el. Kraft zur Seite, und die unbekannte Gravitationskraft nach unten. Die überlagerung beider Kräfte ergibt eine resultierende, welche den Faden spannt und in einen 30°-Winkel (!) auslenkt . Auch hier hast du wieder ein rechtwinkliges Dreieck, dessen eine Kathete du bestimmen mußt.
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 20:23 Mi 07.11.2007 | | Autor: | Sierra |
Hallo, erst einmal vielen Dank!!
Wie ich auf den Radius und folglich auf die Kraft komme ist nun klar...
Allerdings weiß ich jetzt nicht den Zusammenhang zwischen el. Kraft und Gravitationskraft, die Richtungen sind klar, bloß der Zusammenhang und wie ich dann auf die Masse der Kugeln komme weiß ich nicht.
Liebe Gruß
Sierra
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Nun, wie gesagt, du brauchst das Kräftedreieck.
Betrachte mal die rechte Kugel.
Der Faden gibt die Richtung der resultierenden Kraft an. Also, zeichne an die Kugel einen Kraftpfeil nach rechts unten, als Verlängerung des Fadens.
Jetzt wirkt auf die Kugel die Schwerkraft nach unten, also von der Kugel aus ein Kraftpfeil senkrecht nach unten zeichnen. Und zwar so weit runter, wie auch der erste Pfeil nach unten geht.
Dann hast du die elektrische Kraft, die nach rechts wirkt. Zeichne also an das untere Ende des "Gravitationspfeils" einen Kraftpfeil waagerecht nach rechts, so daß seine Spitze die Spitze des schrägen Pfeils trifft. Das ist ja das Prinzip der Kräfteaddition: Man hängt die einzelnen Kraftpfeile einfach aneinander, und erhält die resultierende Kraft.
Das Kräftedreieck ist doch nun rechtwinklig, links unten der rechte Winkel, und oben die 20°.
Die waagerechte Seite kennst du, das ist die el. Kraft. Was du suchts, ist die senkrechte Seite, die Gewichtskraft. Klar so weit?
Nun, es gibt doch diese Formel der Trigonometrie, z.B. [mm] \sin\alpha=\frac{\text{Gegenkathete}}{\text{Hypothenuse}} [/mm] . Es gibt noch zwei andere Formeln! Welche von denen hilft dir denn bei der Berechnung der senkrechten Seite?
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 21:25 Mi 07.11.2007 | | Autor: | Sierra |
Hallo,
die Senkrechte auszurechnen ist nicht das Problem...
Kann ich das Verhältnis der beiden Längen gleichsetzen mit dem Verhältnis der beiden Kräfte und da die Gewichtskraft in diesem Fall ganz einfach F=g*m wäre, dann auf m auflösen? :S
Oder lieg ich jetzt völlig falsch
MfG Sierra
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 21:48 Mi 07.11.2007 | | Autor: | Sierra |
Hat sich erledigt, bin schließlich doch auf den Tangens gestoßen ! :P
Vielen Dank für die Mühe, bin aber erst ungefähr beim 10ten mal lesen auf die Lösung des Problems gestoßen.
Lieben Gruß
Sierra
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