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Aufgabe El. Feld

Frage: Aufgabe El. Feld
(19 Antworten)


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Hey, ich habe mal eine Frage zu dieser Aufgabe:

Ein Pendel (m = 0,5 kg; l = 0,5m) schlägt in horizontaler Gichtung gemessen 30 cm weit aus.
Welche Ladung trägt es im Feld der Stärke 10 kNC^-1?

Ich weiß nichr genau, wie ich diese Aufgabe lösen soll?
Die Ladung ist: q = F(el)/E oder? Aber wie soll ich 0,5 kg und 0,5 m Länge miteinbeziehen?

Danke!
Frage von FreAkZz (ehem. Mitglied) | am 29.08.2011 - 22:04


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Antwort von v_love | 29.08.2011 - 22:08
mach kräftezerlegung,
dann findest du eine beziehung zwischen gewichtskraft F(g)=m*g und el kraft F=q*E und kannst damit q berechnen.


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Antwort von Peter | 29.08.2011 - 22:09
ich bin zu langsam für vagner...;)
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Antwort von FreAkZz (ehem. Mitglied) | 29.08.2011 - 22:18
Schon mal danke!

Was genau ist mit Kräftezerlegung gemeint?
Zur 1. Formel: F(G)=0,0005kg*9,81N/kg*0,5m=2,4525*10^-3 Nm
Kann das Ergebnis stimmen?

Bei der 2. Formel weiß ich nicht so recht, was ich machen soll, da mir sowohl F(el) und q fehlt.. wie bringe ich das in Verbindung mit der 1. Formel?


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Antwort von v_love | 29.08.2011 - 22:22
"Was genau ist mit Kräftezerlegung gemeint?"

mach dir klar, aus welchen kräften die gesamtkraft zusammengesetzt ist.

"Kann das Ergebnis stimmen?"

kraft berechnen, nicht arbeit.

"wie bringe ich das in Verbindung mit der 1. Formel?"

in dem du dir klar machst, wie F(g) und F(el) in beziehung miteinander stehen.


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Antwort von FreAkZz (ehem. Mitglied) | 29.08.2011 - 22:39
Ups, dann nicht mit 0,5 m multiplizieren. Also: 4,905*10^-3

Ich habe ehrlich überhaupt keine Ahnung, wie F(g) und F(el) in Beziehung miteinander stehen und ich weiß auch nicht, wie ich darauf kommen soll.. :(
Also F(G) wirkt sozusagen senkrecht nach unten und F(el) wirkt waagerecht. Hat es damit etwas zu tun?


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Antwort von Peter | 29.08.2011 - 22:42
du kannst die kraft in x- und y-komponente zerlegen, wenn du sie dir aufmalst. dann musst du noch ein wenig mit trigonometrischen funktionen rumhantieren und bist schon fast fertig.
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Antwort von v_love | 29.08.2011 - 22:47
"Also F(G) wirkt sozusagen senkrecht nach unten und F(el) wirkt waagerecht. Hat es damit etwas zu tun?"

ja, und das entscheidende ist nun, dass die (vektorielle) summe aus F(g) und F(el) entlang des fadens wirkt (eine annahme, die unter dem namen "prinzip der virtuellen arbeit" bekannt ist)
du weißt also, wohin F(ges)=F(el)+F(g) zeigt, damit kannst du den quotienten aus F(g) und F(el) durch den eingeschlossenen winkel ausdrücken.


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Antwort von FreAkZz (ehem. Mitglied) | 29.08.2011 - 22:56
Wie kann ich jetzt F(el) berechnen? Durch den Kosinus?


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Antwort von v_love | 29.08.2011 - 22:58
wenn alpha der winkel zwischen faden und vertikaler ist, dann bildet doch quasi F(g) die ankathete zu alpha und F(el) die gegenkathete, der quotient F(el)/F(g) ist also was?


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Antwort von FreAkZz (ehem. Mitglied) | 29.08.2011 - 23:03
Das wäre dann Tangens.
Aber davon habe ich doch auch nur F(G)..


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Antwort von FreAkZz (ehem. Mitglied) | 29.08.2011 - 23:05
oder braucht man hier jetzt die 30 cm?


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Antwort von v_love | 29.08.2011 - 23:07
... eigentlich hast du den quotienten F(el)/F(g), und F(g) ist bekannt, damit also F(el) und damit q=F(el)/E.

und zu den 30cm: der winkel ist außerdem durch die fadenlänge und die horizontale auslenkung (30cm) gegeben.


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Antwort von FreAkZz (ehem. Mitglied) | 29.08.2011 - 23:12
Cos(a)=0,3/0,5=53,13°
Stimmt das so?


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Antwort von v_love | 29.08.2011 - 23:16
das ist jetzt der winkel zwischen horinzontaler und faden (mein alpha wäre dann 90°-53,1°)

("Cos(a)=0,3/0,5=53,13°"

kannst du übrigens auch nicht schreiben.)


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Antwort von FreAkZz (ehem. Mitglied) | 29.08.2011 - 23:24
Also dann 36,87° ;)
Jetzt weiß ich nicht, wie ich damit weiterrechnen soll..
Kann ich durch diesen Winkel jetzt F(el) berechnen?!


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Antwort von v_love | 29.08.2011 - 23:29
sicher: F(el)/F(g)=tan(alpha) -->F(el)=...


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Antwort von FreAkZz (ehem. Mitglied) | 30.08.2011 - 15:59
Danke!
Das Einzige was ich bisher noch nicht verstehe ist das mit dem Winkel. Sind die 53,13° nicht doch der Winkel vom Ausschlag des Fadens? cos war ja Gegenkathete (0,3) durch Hypothenuse (0,5) oder?!


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Antwort von v_love | 30.08.2011 - 16:02
das habe ich aber etwas anders in erinnerung ...

cos(phi)=ankathete zu phi/hypotenuse


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Antwort von Dustin_S (ehem. Mitglied) | 30.08.2011 - 17:23
Hallo zusammen.
Diese Aufgabe kann man mit dem Strahlensatz lösen.
Mein Ergebnis für die Ladung beträgt Q = 0,0002943 Coulomb.

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