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Elektrische Feldstärke
Schüler Gymnasium, 13. Klassenstufe
Tags: Berechnung
 
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Hallo Guten Tag , ich habe ein Problem mit folgender Aufgabe. In einem rechtwinkligen Koordinatensystem befinden sich zwei negative Punktladungen an den Stellen (a; 0; 0) und (0; a; 0) und eine positive Ladung an der Stelle (0; 0; 0). Eine weitere positive Punktladung soll so angeordnet werden, dass auf die Ladung im Koordinatenursprung keine Kraft ausge¨ubt wird. (1.1) Geben Sie die Koordinaten dieser vierten Punktladung an, wobei vorausgesetzt werden soll, dass alle vier Ladungen den gleichen Betrag |Q| haben. (1.2) Wo muss die vierte Punktladung liegen, wenn sie mit +2Q, anstatt mit +Q geladen ist? Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert): "Ich bräuchte bitte einen kompletten Lösungsweg." (setzt voraus, dass der Fragesteller alle seine Lösungsversuche zur Frage hinzufügt und sich aktiv an der Problemlösung beteiligt.) |
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Rechne mal von der positiven Punktladung im Urspung das Kräfteparallelogramm aus. Wohin zeigt der Kraftvektor und welchen Betrag hat er? Um diesen zu neutralisieren muss die dritte Punktladung so angeordnet werden, dass sie der Resultierenden genau entgegen wirkt und den selben Kraftbetrag ausübt. |
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Aber wie rechne ich das ? |
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Die Kraft, die durch die beiden negativen Ladungen auf die positive im Ursprung ausüben, habe ich mal in einer Zeichnung verdeutlicht. Der rote Kraftvektor ist die Kraft, die es Richtungs- und Betragsmäßig zu kompensieren gilt. Da eine weitere positive Ladung abstossend wirken muss, damit im Ursprung bleibt, muss sie also irgendwo auf der Winkelhalbierenden des 1. Quadranten liegen. Denke auch an das Abstandsquadratgesetz: Doppelter Abstand der Kraft, Halber Abstand - vierfache Kraft. Zu diesem Beitrag wurde eine digitale Zeichnung hinzugefügt: |
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Hast du eigentlich die Zeichnung einfach beliebig gezeichnet oder muss sie auch so sein? Wenn ja warum hast du denn Punkt 4 genommen ? Die entgegen gesetzte Kraft müsste doch genau gegenüber wirken oder auf der minus seite. |
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Die 4 ist jetzt vollkommen beliebig. Ich hätte auch 1 oder nehmen können. Wichtig ist jetzt nur die rechtwinklige Lage zueinander und den selben Abstand . Die rote Resultierende Kraft kannst Du mit Hilfe des Satzes von Pythagoras ausrechnen. Die Kraft, die die Rote neutralisiert, wird nun von einer positiven Punktladung im 1. Quadranten ausgeübt. Falls Du dich aber im Startpost vertippt hast und es ist eine dritte NEGATIVE Ladung, die das Kräftegleichgewicht herstellen soll, dann sitzt sie auf der Winkelhalbierenden des 3. Quadranten. |
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De Pythagoras ist mir klar a^2 +b^2 = c^2 Aber welche Werte setze ich nun an? Kannst du mir sagen wie ich das machen soll? |
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Nun, Du setzt einfach die Kraft, die bei Abstand a ausgeübt wird gleich . Die resultierende ist demnach: ist somit gleich Eine dritte Elementarladung mit Abstand würde wieder die Kraft a ausüben, wenn . Ist so ist die Kraft oder allgemeiner: Löse also: um den Betrag des Abstandes heraus zu finden. Aus diesem Abstand kannst Du dann über Pythagoras die Koordinaten bestimmen Abhängigkeit von a) |
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Hi tut mir leid , dass ich dich nochmals störe aber kannst du mir erklären warum du a^2 * a^2 gerechnet hast? Und wie kommst du auf diese 3 elementarladung. Ich verstehe es irgendwie nicht. |
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Dir ist schon klar, dass es hier langsam auf Mitternacht zugeht? Ich weiß ja nicht wo Du hockst, aber mir geht langsam der Sprit aus. Deshalb entschuldige bitte schon im Voraus, wenn ich Fehler mache. Aber wo soll ich denn bitte gerechnet haben? Ich habe gerechnet. Und das ist nach Abdam Riese eine Wurscht und noch ne Wurscht sind zwei Würscht' :-D) Also: Und die 3. Elementarladung (eigentlich ist es ja die vierte) stammt aus der Angabe Deiner Aufgabe. Zwei negative hocken in und eine positive in und jetzt eine weitere positive soll so platziert werden, dass diejenige in bleibt wo sie ist. |
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Gena das ist mein Problem. Ich verstehe nicht wie man mit diesen Koordinaten genau rechnet. Und danke für deine Geduld. |
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Gena das ist mein Problem. Ich verstehe nicht wie man mit diesen Koordinaten genau rechnet. Und danke für deine Geduld. |
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Jetzt geh einfach nochmal auf meinen Post von Uhr und schau Dir die Zeichnung an. Die abgetragene Länge 4 ist willkürlich. Nenne diese Länge nun schlicht und einfach . Der rote Pfeil ist die Hypothenuse des rechtwinkligen Dreiecks mit den Katheten blau und grün. Die Länge der beiden Katheten ist jeweils . Daher kann man über den Satz des Pythagoras ausrechnen, dass die Länge des roten Vektors beträgt. |
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Nein das habe ich schon verstanden. Ich meinte die andere rechnung mit ä* ( 1/2 )^2 Diese rechnung verstehe ich nicht. Wie kommst du darauf? |
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Schau Dir mal diesen Artikel an, vor allem den ersten Abschnitt "Für Energiegrößen - das 1/r²-Gesetz": http//de.wikipedia.org/wiki/Abstandsgesetz Doppelter Abstand - ein viertel der Kraft. Dreifacher Abstand - ein neuntel der Kraft Vierfacher Abstand - ein sechzehntel der Kraft. Die Kraft ist also umgekert proportional zum Quadrat des Abstandes |
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Diese Frage wurde automatisch geschlossen, da der Fragesteller kein Interesse mehr an der Frage gezeigt hat.
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