3 Punktladungen

Konstanten: ${\epsilon }_0=\frac{1}{{\mu }_0{c}^2}=\frac{10^7}{4\pi \cdot 299792458^2}\frac{{\mathrm{A}}^2{\mathrm{s}}^4}{\mathrm{k}\mathrm{g}{\mathrm{m}}^3}\approx 8,85418781762\dots \cdot 10^{-12}\frac{\mathrm{A}\mathrm{s}}{\mathrm{V}\mathrm{m}}$

Im elektrisches Feld{{#set:Fachbegriff=elektrisches Feld|Index=elektrisches Feld}} einer Punktladung{{#set:Fachbegriff=Punktladung|Index=Punktladung}} $Q_1=3,8\times 10^{-7}C$ befindet sich eine zweite Punktladung der Ladung $Q_2=1,3\times 10^{-7}C$. Datei:3 Punktladungen.png

a. Wie groß ist die elektrische Kraft{{#set:Fachbegriff=elektrische Kraft|Index=elektrische Kraft}} auf die Punktladung Q2, wenn sie sich im Punkt P1 befindet?

Lösung

Verwendete Formeln: Mathematica Rechnung:

N[\[Epsilon]0] = 8.854*10^(-12); N@r1 = 0.2; N@r2 = .17; 
N@Q = 3.8 10^-7; N@q = 1.3 10^-7;
\[Alpha] = 1/(4 \[Pi] \[Epsilon]0)
Fel = \[Alpha] q Q / r^2
Fel /. r -> r1
N@%

Zahlenwert:Zahlenwert::0.0110999 in Einheit::N

b. Welche Energie ist nötig/wird frei, wenn die Ladung Q2 von Punkt P1 zum 3 cm weiter links befindlichen Punkt P2 verschoben wird?

c. Wie ändert sich die benötigte elektrische Energie{{#set:Fachbegriff=elektrische Energie|Index=elektrische Energie}}, wenn die Ladung nicht auf direktem Wege von Punkt P1 zu Punkt P2 gebracht wird?

d. Nehmen Sie nun an, dass ein Magnetfeld{{#set:Fachbegriff=Magnetfeld|Index=Magnetfeld}} in die Papierebene hinein zeigt. Beantworten Sie qualitativ: Wie wird das Teilchen auf dem Weg von P1 zu Punkt P2 abgelenkt?

Fakten zur Klausuraufgabe 3 Punktladungen

Quellen

• Datum: {{#arraymap:SS08|,|x|KADatum::x}}
• Aufgabe: {{#arraymap:4|,|x|KAAufgabe::x}}
• Abschnitt: {{#arraymap:EO|,|x|KAAbschnitt::x}}
• Punkte: KAPunkte::7
• Tutorium: KATut::

Semantische Daten

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