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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 23:00 Mi 15.10.2008 | | Autor: | LiliMa |
| Aufgabe | Die Erde ist negativ geladen. Die elektrische Feldstärke beträgt etwa 200 N/C.
a) Wie groß ist die Kraft und die Richtung, die ein positiv geladenes Staubkorn mit der Ladung [mm] q=2*10^{-8}C [/mm] in diesem Feld erfährt?
b) Wie groß ist die Ladung auf der Erde, wenn der Erdradius 6370 km beträgt?
c) Welche Masse müsste das Staubkorn haben damit es in diesem Feld gerade schwebt?
d) Die Erde wird als Scheibe angesehen mit der Fläche [mm] a=1,6*10^{8}km^{2}. [/mm] Welche Entfernung müsste eine Antierde (entgegengesetzte Ladung von [mm] 9*10^{5}C [/mm] haben, damit zwischen beiden "Erden eine Spannung von 10 V besteht? (Scheiben sind parallel). |
Hi und guten Abend,
einen Teil dieser Aufgabe habe ich gestern schon gefragt, ich kannst aber leider nicht mehr finden.
Also zu a)
[mm] E=\bruch{F}{Q}==>F=E*Q=4*10^{-6}N [/mm] und die Richtung nach unten in Richtung Erde von positiv nach negativ.
Zu b) haben ich folgendes gemacht
[mm] E=\bruch{Q}{4\pi*r^{2}*\epsilon_{0}}==>Q=E*(4\pi*r^{2}*\epsilon_{0})=0,9C
[/mm]
Zu c) dachte ich mir, ich nehme die Gewichtskraft und setze sie gleich der Kraft aus dem Elektrischen Feld und löse dann F=mg nach m auf.
[mm] E=\bruch{F}{Q}==>F=E*Q=200\burch{N}{C}*2*10^{-8}C=4*10^{-6}N
[/mm]
[mm] F=mg==>m=\bruch{F}{g}=4*10^{-7}kg
[/mm]
zu d) habe ich mir zwei Kondensatorplatten vorgestellt:
[mm] \sigma=\bruch{Q}{A}=0,005625\bruch{C}{m^{2}}
[/mm]
[mm] E=\bruch{\sigma}{\epsilon_{0}}=635593220\bruch{N}{C}
[/mm]
[mm] d=\bruch{U}{E}=1,6*10^{-8} [/mm] km
Ich bin mir bei alldem überhaupt nicht sicher. Könntet ihr das mal anschauen.
Viele Grüsse und danke
Lilli
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 23:28 Mi 15.10.2008 | | Autor: | rainerS |
Hallo Lilli!
> Die Erde ist negativ geladen. Die elektrische Feldstärke
> beträgt etwa 200 N/C.
>
> a) Wie groß ist die Kraft und die Richtung, die ein positiv
> geladenes Staubkorn mit der Ladung [mm]q=2*10^{-8}C[/mm] in diesem
> Feld erfährt?
>
> b) Wie groß ist die Ladung auf der Erde, wenn der Erdradius
> 6370 km beträgt?
>
> c) Welche Masse müsste das Staubkorn haben damit es in
> diesem Feld gerade schwebt?
>
> d) Die Erde wird als Scheibe angesehen mit der Fläche
> [mm]a=1,6*10^{8}km^{2}.[/mm] Welche Entfernung müsste eine Antierde
> (entgegengesetzte Ladung von [mm]9*10^{5}C[/mm] haben, damit
> zwischen beiden "Erden eine Spannung von 10 V besteht?
> (Scheiben sind parallel).
> Hi und guten Abend,
>
> einen Teil dieser Aufgabe habe ich gestern schon gefragt,
> ich kannst aber leider nicht mehr finden.
![[guckstduhier]](/images/smileys/guckstduhier.gif "[guckstduhier]") Klick!
> Also zu a)
>
> [mm]E=\bruch{F}{Q}==>F=E*Q=4*10^{-6}N[/mm] und die Richtung nach
> unten in Richtung Erde von positiv nach negativ.
![[ok]](/images/smileys/ok.gif "[ok]")
> Zu b) haben ich folgendes gemacht
>
> [mm]E=\bruch{Q}{4\pi*r^{2}*\epsilon_{0}}==>Q=E*(4\pi*r^{2}*\epsilon_{0})=0,9C[/mm]
Vorsicht: du hast die Einheiten falsch eingesetzt, der Erdradius ist [mm] $6370\mathrm{km}=6{,}37*10^6\mathrm{m}$. [/mm] Dann kommt die richtige Ladung von [mm]9*10^{5}C[/mm] heraus, wie sie auch in Teilaufgabe d auftaucht.
>
> Zu c) dachte ich mir, ich nehme die Gewichtskraft und setze
> sie gleich der Kraft aus dem Elektrischen Feld und löse
> dann F=mg nach m auf.
>
> [mm]E=\bruch{F}{Q}==>F=E*Q=200\burch{N}{C}*2*10^{-8}C=4*10^{-6}N[/mm]
>
> [mm]F=mg==>m=\bruch{F}{g}=4*10^{-7}kg[/mm]
Im Prinzip ja. Nur ist die Aufgabe merkwürdig gestellt, denn sowohl die Gewichtskraft als auch die elektrostatische Anziehungskraft zeigen nach unten. Im Gleichgewicht wäre das Staubkorn, wenn es negativ geladen wäre, weil dann die elektrostatische Kraft nach oben wirkte.
> zu d) habe ich mir zwei Kondensatorplatten vorgestellt:
> [mm]\sigma=\bruch{Q}{A}=0,005625\bruch{C}{m^{2}}[/mm]
Hier hast du wieder m und km verwechselt:
[mm]\sigma=\bruch{Q}{A}=0,005625\bruch{C}{\mathrm{km}^{2}} = 0,000000005625\bruch{C}{\mathrm{m}^{2}}[/mm]
>
> [mm]E=\bruch{\sigma}{\epsilon_{0}}=635593220\bruch{N}{C}[/mm]
Das ist dann auch um [mm] $10^6$ [/mm] zu groß.
>
> [mm]d=\bruch{U}{E}=1,6*10^{-8}[/mm] km
Wieso km? $N/C = V/m$, also kommen wieder m heraus.
Viele Grüße
Rainer
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