"kleine Frage" und ein erstes hallo

geloescht

Hallo schwarzer Teufel,

hier mal was anschauliches zum Thema Vektoren (Kräfte).

http://www.walter-fendt.de/ph14d/reskraft.htm

Tip: Du kannst die "Vektoren" in der Länge und der Lage verändern, indem Du mit der Maus an der Spitze der Zeiger "ziehst".

Noch mehr solcher Applets!

http://www.walter-fendt.de/ph14d/

Gruß

Karl

BlackDevil

ach du meine güte ... F1 an Q1 wirkt nach Links, F2 an Q2 nach Rechts

verschieb ich diese Parallel nach oben richtung F3 dann liegt F2 über F1 und F1 rücken an rücken mit F3

Wie sich das ganze dann mit dem verschieben verhält , da bin ich überfragt

Das wäre eine Grafische Lösung, die Rechnerische Lösung liegt im Tiefen Nebel Londons, da ich ja nur einen Wert hab - F3. Auser F3 und F2 wären gleichgroß - da Parallel (wäre Logisch für mich)

geloescht

Hallo BlackDevil,

hier ein link zu zwei gelösten Aufgaben der o.a. Art.

http://www.mathehotline.de/cgi-bin/phys ... discus.cgi
http://www.mathehotline.de/cgi-bin/phys ... discus.cgi

Hier noch eine ähnliche Aufgabe, mit Vektorrechnung und über Winkelfunktionen gelöst!

http://www.mathehotline.de/physik4u/hau ... #POST12124

Gruß

Karl

BlackDevil

Hm ich warte die skizze und eine erklärung ab. So istmir das zu hoch, da fehlts an zuviel wissen

didy · Beitrag von **didy** » Mittwoch 19. Oktober 2005, 18:20

Also nachdem ich das jetzt schon versprochen hab... 8)

Hab ein kleines Koordinatensystem daneben gemacht daß man sich mit den Richtungen leichter zu beschreiben tut.

Ich nehme an, die Vorzeichen der Ladungen Q1 und Q2 waren angegeben? (positiv/negativ) Q2 ist ja abgeschnitten.

Kann man sich aber auch einfach überlegen:
Die einzelnen Kräfte wirken entlang der Verbindungsgeraden. Also müssen sich die y-Anteile der Kräfte aufheben (gleich groß sein nur in andere Richtung, daß eine Kraft nur in x-Richtung herauskommt.
Da Q3 in x-Richtung gesehen mittig von Q1 und Q2 sitzt, müssen die Kräfte also gleich groß sein, wenn ihr y-Anteil gleichgroß sein soll (selber Winkel) (Nur dem Betrag nach, Vorzeichen/Richtung muß ja anders sein).

Jetzt muß die resultierende Kraft nach rechts sein. Also muß Q2 "ziehen", Q1 "drücken". Also muß Q1 gleiches Vorzeichen wie Q3 haben, Q2 das entgegengesetzte.
Die x-Anteile der Kräfte addieren sich dann.

Die Kräfte hab ich eingezeichnet, wenn man F23 parallelverschiebt an die Spitze von F12, bekommt man ein Kräftedreieck mit der Gesamtkraft.
Vektoraddition hat ja Karls Link verdeutlicht.

In Formel (II) hab ich schon etwas vorgegriffen was wir erst in Aufgabe c) brauchen.
Aber F13 = E1 * Q3 gilt auf jeden Fall und brauchen wir jetzt auch. Wir brauchen also F13.
Das ist jetzt einfach entsprechend der Pfeillänge in dem Dreieck.
Das Kräftepfeildreieck und das Dreieck der geometrischen Anordnung sind ähnlich - alle drei seiten Parallel, somit auch alle Winkel gleich.

Entweder direkt aus Ähnlichkeitsüberlegungen oder mittels der Winkelfunktionen folgt die Beziehung von Formel (III). Hoffe das ist soweit klar?

Nun darüber können wir F13 ausrechnen. Damit dann auch das E-Feld nach Gleichung (II) (erster Teil)
Die Richtung ist exakt die selbe der Kraft.

D und E hängen direkt über die Dielektrizitätskonstante Epsilon zusammen. Epsilon0 ist Naturkonstante, EpsilonR (relative Dielektrizitätskonstante) hängt vom Material ab - in Luft/Vakuum 1

Damit wäre b) schon erschlagen.

c) Lösen wir mit dem zweiten Teil von Gleichung (II) (ja war etwas ungeschickt das in eine Gleichung zu schreiben, da hab ich nicht weit genug gedacht - und unten hatt ich den Platz nicht nochmal *g*).
E1 = Q1 / (4*Pi*Epsilon0*r1)
Umstellen nach Q1 et voilà!

Mit Ladung Q2 bzw. E2 / F23 funktioniert das ganz analog.
Kannst ja mal jetzt durchschauen, und dann versuchen das ganze für Q2 durchzurechnen, ob auf das richtige kommst. (Ohne es durchzurechnen - was müßten denn für Zahlenwerte rauskommen?

)

Wenn's noch Fragen gibt..... bitte.

Schönen Gruß
Didi

Bild

geloescht

Lösung der o.a. Aufgabe bei physik4u

hier ein Lösungsvorschlag:

Koordinatensystem mit Q0 als Ursprung zeichnen

F01 = Kraft F von Q0 nach Q1

F01 = Q0*Q1/(4*Pi*Epsilon*s²)

F02 = Kraft F von Q0 nach Q2

F02 = Q0*Q2/(4*Pi*Epsilon*(s*wurzel(2))²)

Anmerkung:

Der Ausdruck (s*wurzel(2))² kommt daher, weil die Strecke Q0_Q2 um Wurzel 2*länger als s ist.

F02 in eine x- und eine y-Komponente zerlegen

F02x = F02 * cos(45°) x-Komponente von F02
F02y = F02 * sin(45°) y-Komponente von F02

F01_F02x = F01 + F02x Addition der x-Komponenten

F02y und F01_F02x ergeben ein Rechtwinkliges Dreieck, dessen Diagonale die gesuchte resultierende Kraft ergibt (Pythagoras).

Bleibt noch zu erwähnen, daß die Kraft nach links unten in den dritten Quadranten des Koordinatensystems zeigt, da alle Kräfte gleiche Ladungen (+) besitzen und demnach abstoßend wirken.

Gruß Georg

Ich finde nicht gut, dass sich der Fragesteller nicht die Mühe macht diese Lösung nachzuvollziehen.

Gruß

Karl

BlackDevil

die lösung bei physik 4 u habe ich mir angeschaut aber (wegen der darstellung in vektoren) nicht ganz verstanden.
Die lösung von didy (danke) ist für mich nachvollziehbarer und wird nachgearbeitet, vielen vielen dank

edit: meine lösungsidee werd ich auch noch posten wenn ich wieder daheim bin, und eine frage hätte ich noch:
Ich kann mit Q3 E1 bzw E2 ausrechnen da ich sage "ichgehe von dieser Ladung aus und die Feldstärke ist aus beiden richtungen gesehen gleich"
richtig?

Wenn ja hab ichs verstanden :]

geloescht

Hallo Black Devil,

die Lösung bei Physik4u ist sowohl mit Vektoren, als auch über die Winkelfunktionen. Was auch erwähnt wird, wenn Du den Beitrag liest.

Gruß

Karl

BlackDevil

wie gesagt diese lösung versteh ich nich ganz *g* didys lösnug find ich gut

geloescht

Hallo BD,

beide Aufgaben sind auf die gleiche Art und Weise gelöst. Wo ist das Problem?

Gruß

Karl