Potentiale < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 12:54 Sa 21.10.2006 | | Autor: | der_puma |
| Aufgabe | eine konduktorkugel trägt die ladung Q=-6*10^-7C.Im radialen elektrischen Feld der Kugel befidnet scihe in drehbarer elekrtischer Dipol ,dessen Mittelpunkt vom zentrum der kuugel den absatnd s=28cm hat.der dipol liegt in richtung einer feldlinie; sein positiver pol is dem konduktpr zugewandt .die beträge der dipolladungen sind q=10^-10c ,die länge l=4cm
a)berechnen sie die elektrischen potentiale des gealdenen konduktor für den Ort A und den Ort B der positiven bzw. negativen dipolladung
b)Berechenn sie mit hilfe der zuvor errechneten potentiale die arbeit die erforderlich ist um den dipol im feld des konduktors um den winkel 180° zu drehen. |
aufgabe a ist kein probelem
aber bei aufgabe b komm ich net weiter....
man könnte den erstma um 90° drehen und dann die potentialdifferenz berechen,aber wie komm ich auf den Abstand zu den Ecken wenn ich den um 90° drehe=???also wie kann cih dann das Potential berechnen ? oder msus ich anders ansetzen????
gruß
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 13:12 Sa 21.10.2006 | | Autor: | leduart |
Hallo puma
Du musst doch keine Kräfte berechnen. Du hast die 2 Ladungen entgegengesetzter Ladung, jetzt transportier im Potentialfeld der Kugel, die eine Ladung 4cm nach innen, also von 30 cm auf 26cm, die andere nach aussen. Die 2 Arbeiten addiert und du bist fertig, weil die Arbeit unabhängig vom Weg ist.
Gruss leduart.
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 16:13 Sa 21.10.2006 | | Autor: | der_puma |
hi,
ja wenn cih das mache komme ich bei einer dreuhung um 90° (absatnd ist dann r=28cm)auf eine potentialdifferenz von 0,06*10^4V und wenn ich dann die Arbeit berechne W=QU komme ich auf 120nJ und eigentlich muss laut lösungsbuch 0,54*10^-6 J rauskommen .....wo is aber der Fehler ?
gruß
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(Antwort) fertig | | Datum: | 18:31 Sa 21.10.2006 | | Autor: | Infinit |
Hallo Puma,
der Hinweis von Leduart ist schon richtig, dass Du mit Hilfe der Potentialdifferenz die Arbeit berechnen kannst, die man braucht, um den Dipol umzudrehen. Glücklicherweise hängt in einem wirbelfreien Feld dieser Wert nicht von der Art des zurückgelegten Weges ab, sondern nur von den Endpunkten. Mit den Werten aus Deiner Aufgabe bekomme ich negative Potentialwerte (ist ja auch klar, da die Ladung negativ ist) der Form
$$ [mm] \varphi(r)= \bruch{Q}{4 \pi \epsilon r} [/mm] $$
Interessant sind dabei die Potentialwerte bei r = 0,26m und r=0,3 m
Ich bekomme an diesen Stellen Werte von [mm] \varphi(0,26m) = -20740,9 V \rm{und}\, \varphi(0,3m) = -17,975,5 V [/mm]
Jetzt bringst Du die positive Ladung des Dipls von 26 cm Entfernung auf 30 cm Entfernung sowie die negative Ladung des Dipols von 30 cm Entfernung auf 26 cm Entfernung. Beide Male muss Arbeit aufgewendet werden, und zwar der jeweils gleiche Betrag, wobei die Potentialdifferenz 2765,4 V beträgt. Diesen Wert mal 2 genommen und mit der Einzelladung des Dipols multipliziert ergibt die aufzuwendende Arbeit und es kommt genau der Wert raus, den Du aus dem Lösungsbuch kennst.
Weswegen Du mit einer 90-Grad-Drehung rechnest, verstehe ich leider nicht und kann deswegen auch dazu nichts sagen. Bei der Drehung des Dipols um 90 Grad ist der Abstand zur felderzeugenden Ladung nicht für beide Ladungen 28 cm, da das Feld ja radial ist. Es geht hier noch der Winkel ein zwischen dem Mittelpunkt des Dipols und dem Ort der Ladung. Aber all das brauchst Du nicht, es langt die Berechnung mit Hilfe der Endlagen.
Viele Grüße,
Infinit
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