Physik- Elektrizitätslehre

Hallo, kann mir bitte jemand bei dieser Aufgabe helfen?:

Berechnen sie die Kraft, die einen Körper mit der Ladung q=78 nC in einem Feldpunkt mit der Feldstärke E=810 N/C erfährt.

Vielen Dank :smile:
Luisa

Hallo Luisa,

das kannst du über F = E * q berechnen. Du musst nur noch aufpassen dass die Ladung in NanoCoulomb gegeben ist. Somit musst hast 78*10^-9 Coulomb.

Viele Grüße, Michi

Okay, ich versuche es mal, aber irgendwie hatte ich die Formel noch nicht… wie rechne ich 78 nC denn in C um?

oh… ich hab es :smiley: wir hatten das immer Fel=E*q genannt und 78 nC sind 7,8*10^-8C , was du auch oben hingeschrieben hattest… stand ein bisschen auf dem Schlauch :smiley:

Berechnen sie die Kraft, die einen Körper mit der Ladung q=78
nC in einem Feldpunkt mit der Feldstärke E=810 N/C erfährt.

Metzler Seite 190, Aufgabe 2?
(falls ihr die neue grüne Aufgabe habt; sonst wird es eine andere Seite sein)

Die zum Berechnen notwendige Formel steht auf der selben Seite.

(zur Kontrolle: gerundet 60 mN)

Viele Grüße
F.Hattendorf

Laut der Formeln die du im Unterricht behandelt hast, sollte das klar sein, das Elektrische Feld ist nämlich definiert, als Kraft pro Ladung (also als Kraft auf eine Probeladung)… Es gilt also:
E=F/q
Daraus solltest du leicht die Kraft durch Umstellen folgern können!

Wenn es noch probleme gibt sag bescheid

LG Paschl

F=Q*E =78*810*10^(-9) N

Hey! :smile:

Du hast deine Frage unwissentlich selbst beantwortet. Wenn dich die physikalischen Größen verwirren, ist es gut auf nur auf die Einheiten zu achten. Die Einheit der Kraft ist das Newton (N). Die elektrische Feldstärke ist Newton pro Coulomb (N/C), und die Einheit der Ladung ist Coulomb. Wenn du nun N/C und C gegeben hast, und du N willst, musst du lediglich die Feldstärke mit der Ladung mulitplizieren.

Zuerst aber musst du die Einheiten angleichen. Die Ladungseinheit, die du gegeben hast, ist nC - also nano-Coulomb. Das musst du zuerst auf Coulomb umrechnen. Der Unterschied ist der gleich wie z.B. 1mm zu einem Meter. Beide geben Längen an, aber andere Dimensionen.

1C = 1000 (=10^3) mC = 1000*1000 (=10^6) µC = 1000*1000*1000 (=10^9) nC.

Das heißt, deine 78nC dividierst du durch 10^9 um auf C zu kommen.
78nc/10^9 = 0,000000078 C

Naturwissenschaftler mögen kleine Zahlen nicht, deswegen kannst du es auch so aufschreiben: 78nc/10^9 = 7,8*10^-8 C (bzw. 78*10^-9 C, ist das gleiche!)

Gut, jetzt wo das erledigt ist, musst du deine N/C mit den eben berechneten C multiplizieren, so dass du auf N kommst.

810 N/C * 7,8x10^-8 C = 6,318*10^-5 N. Die Coulomb im Einheiten Bruch (N*C/C) haben sich weggekürzt! Das wäre das Ergebnis, aber da Naturwissenschaftler lieber so wenige Kommastellen wie möglich haben wollen, kann man auch hier Zahlenkosmetik betreiben. :wink: Es geht genauso wie oben, nur dass wir unsere Einheit jetzt verkleinern wollen anstatt zu vergrößern. Wir multiplizieren also wieder mit 1000.

1N = 1000 (=10^3) mN = 1000*1000 (=10^6) µN. Da das Ergebnis in der Größenordnung von 10^-5 ist, reichen uns µN, also multiplizierst du das Ergebnis mit 10^6 um auf µN (Mikro-Newton) zu kommen.

6,318*10^-5 N * 10^6 = 63,18 µN.

Hoffe ich konnte dir weiterhelfen. :smile: Achte in Zukunft auf die Einheiten, dann brauchst du teilweise keine Formeln auswendig zu lernen, weil du an den Einheiten schon erkennen kannst, wie du zu rechnen hast. In diesem Fall musstest du nur die Coulomb aus dem Brucht N/C wegkürzen, indem du ihn mit Coulomb multiplizierst.

LG

Kraft auf Ladung im elektrischen Feld:
F=E*q

hallo Luisa,
in einem statischen elektrischen Feld (zeitkonstant) erfährt eine el. Ladung eine Kraft, mit der sie verschoben wird. Größengleichung E=F/q, el.Feld= Kraft durch Ladung; daraus F=E*q , also Kraft=el.Feld*Ladung.
Und die soll hier berechnet werden.
Die rechte Seite ist in der Aufgabe gegeben, die linke durch einfache Multiplikation auszurechnen.
Wenn du das nicht konntest, liegt es an etwas anderem.
Verständnis der Sache? Überblicke ich nicht; deshalb schreibe ich vielleicht etwas Unnötiges.

Eine Reihe von phys. Größen im internationalen Maßsystem sind Grundgrößen, (Wort oder Einzelbuchstabe, groß oder klein), andere sind abgeleitete (zusammengesetzte, die eine neue Abkürzung bekamen). Ein paar weitere: P=Leistung, W=Arbeit, t=Zeit, I(großes i)=Strom, U=Spannung, l(kleines L)=Länge . . .
Eine phys. Größe kann man durch Zahlenwert*Einheit ersetzen (und damit rechnen).
Die Einheiten (=Dimension) heißen für E): V/m, Volt pro Meter; für F): N, Newton, abgeleitete Einheit aus den Grundeinheiten 1kg*m/s², nämlich die benötigte Kraft, um die Masse m=1kg pro s um 1m/s zu beschleunigen (daher s² im Nenner) bei unserer Erdbeschleunigung ist das in Meereshöhe die Gewichtskraft von 102 g, Gramm; für q): C, Coulomb oder =As, Ampere mal Sekunde (weil nämlich der Strom = Ladung pro Zeit ist, die an einem Punkt vorbeifließt, also C/s oder As/s , wobei sich das s rauskürzt); deshalb für I): A, Ampere; für U): V, Volt; für t): s, sec; für l): m, Meter; für P): W, Watt = VA, Volt*Ampere; für W): Ws, Wattsec = VAs (weil nämlich die Größe Arbeit pro Zeit = Leistung ergibt).
Damit es nicht zu einfach wird, kommen in Gleichungen abgekürzte Zahlen vor: m=milli, 1 Tausendstel; µ=mikro, 1 Millionstel; n=nano, 1 Milliardstel = 10 hoch -9 (deine Aufgabe, wenn es nicht ein Schreibfehler ist); außerdem siehst du, dass die selben Buchstaben für alle 3 Begriffe genommen werden - was die Übersichtlichkeit sehr beeinträchtigt! Solange man da nicht sicher ist, könnte man in 3 verschiedenen Farben schreiben.

Ein paar wichtige Größengleichungen (Verknüpfungen):
F=W/l, Kraft=Arbeit durch Weg; F=E*q, el.Feld*Ladung, hatten wir schon oben. P=W/s, daraus W=P*s;
Die Einheiten (Dimenionen) sind natürlich genauso verknüpfbar, genannt Einheitengleichung. Haben weiter keine Aussagekraft, aber man kann damit ungewohnte Dimensionen ineinander umrechnen:
1 W= 1 VA= 1 Nm/s ;
daraus 1N= 1 V*As/m = 1 V*C/m; das C nach links dividiert:
1 N/C = 1 V/m

Damit wird ersichtlich, dass die blöde (gegebene) Dimension N/C wirklich V/m ist. Zahlen eingesetzt:
F=E*q=810 V/m *78*10^-9 As =0, 00 00 6318 VAs/m oder Ws/m oder N - siehe ein paar Zeilen weiter oben.
Weil da sehr wenig herauskommt, mein Verdacht, dass n eher m heißen sollte, dann 3 Nullen weniger hinter dem Komma.

Vorstellungen: Denk dir ein Zimmer als Plattenkondensator, isolierte Decke ist 2,5 m über dem Fußboden, oben werden +810V*2,5= 2025 V angelegt, Fußboden an 0 Volt, Luft rausgepumpt, kein Magnetfeld in der Nähe. Dann hätte man das gegebene Feld (el. Feld entsteht auch durch bewegten Magnetismus, z.B. unter Hochspannungsleitungen; hier nicht aktuell). Der geladene Körper ist so klein zu denken, dass er das Feld nicht verzerrt. Andernfalls wäre Rechnung viel komplizierter. Wenn er negativ geladen ist, wirkt die Kraft nach oben, denn nur entgegengesetzte Ladungen ziehen sich an. In Aufgabe nicht erwähnt.
Gruß WH

Versuchs mal mit E=F/q.

Hallo, Luisa,
da gibt es eine sehr einfache Formel, in die Du die gegebenen Größen einsetzen musst, sie heißt
Kraft = Ladung mal Feldstärke, in Buchstaben
F = q * E
Du musst nach darauf achten, dass die Ladung q in der Einheit nC gegeben ist, das sind 0,000 000 001 C oder als Zehnerpotenz 10^-9 C.
Ich erhalte als Ergebnis
F=0,000 063 N = 6,3*10^-5 N
Gruß
Jobie

Hallo Luisa,

die Feldstärke gibt an, welche Kraft eine Ladung innerhalb des Feldes erfährt. Man muss also nur die Ladung mit der Feldstärke zu multiplizieren. Vorher noch die nC in C umrechnen. 1 nC = 1e-9C:
F = E x q = 810 N/C *78e-9 C = 6,32e-5 N = 63,2 µN.

Grüße,
Markus

Hallo Luisa,

es gilt allgemein F=q*E. In deinem Fall also F=78nC*810N/C=78*10^(-9)C*810N/C=63,18MikroNewton

Viele Grüße

Hallo,

sieh mal hier nach unter Kraft auf eine Ladung im elektrischen Feld. Zahlen kannst Du ja selbst einsetzen. Viel Erfolg!

LMVBBB

Sorry, den Link vergessen:

www.uni-leipzig.de/~biophys/fach3/fol_vl_biow/elektr…

Nun aber.

LMVBBB

Physik- Elektrizitätslehre

Elektrodynamik
Die klassische Elektrodynamik ist das Teilgebiet der Physik, das sich mit bewegten elektrischen Ladungen und mit zeitlich veränderlichen elektrischen und magnetischen Feldern beschäftigt. Die Elektrostatik als Spezialfall der Elektrodynamik beschäftigt sich mit ruhenden elektrischen Ladungen und ihren Feldern. Die zugrundeliegende Grundkraft der Physik heißt Elektromagnetische Wechselwirkung.
Die Theorie der klassischen Elektrodynamik wurde von Maxwell Mitte des 19. Jahrhunderts mithilfe der nach ihm benannten Maxwell-Gleichungen formuliert. Die Untersuchung der Maxwellgleichungen für bewegte Bezugssysteme führte Albert Einstein 1905 zur Formulierung der Speziellen Relativitätstheorie. Im Laufe der 1940er Jahre gelang es, die Quantenmechanik und Elektrodynamik in der Quantenelektrodynamik zu kombinieren, deren Vorhersagen sehr genau mit Messergebnissen übereinstimmen.
Eine wichtige Form von elektromagnetischen Feldern sind die elektromagnetischen Wellen, zu denen als bekanntester Vertreter das sichtbare Licht zählt. Obwohl die physikalischen Grundlagen zur Beschreibung elektromagnetischer Wellen durch die Elektrodynamik gegeben sind, stellt ihre Erforschung ein eigenes Gebiet der Physik dar, die Optik.

Ich hoffe ich konnte weiter helfen auch wenn es vielleicht leider schon zu spät sein müsste!