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 einer 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 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:0.0110999 in 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, wenn die Ladung nicht auf direktem Wege von Punkt P1 zu Punkt P2 gebracht wird?

d. Nehmen Sie nun an, dass ein 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

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• Abschnitt: {{#arraymap:EO|,|x|x}}
• Punkte: 7
• Tutorium:

Semantische Daten

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