Elektrische Ladung im Dipolfeld

planck1858 · Anmeldungsdatum: 06.09.2008 Beiträge: 4542 Wohnort: Nrw

Nabend,

zwei elektrische Punktladungen jeweils mit der Ladung q=+10As bzw. q=-10As bilden einen elektrischen Dipol der Länge H=10km. Die dritte positive Punktladung mit gleichem q befindet sich anfangs auf der Verbindungslinie der beiden erst genannten Ladungen, und zwar im gleichen Abstand zu diesen beiden Ladungen. Nun soll die dritte Ladung auf einem Halbkreis um die erste Ladung herumfahren. Der Betrag der Geschwindigkeit der dritten Ladung auf diesem Weg soll konstant v=10km/h betragen. Andere Kräfte, außer rein elektrostatischen Coulombkräften sollen nicht berücksichtigt werden.

Welche Arbeit muss dazu aufgebracht werden?

Meine Ideen:

Die Coulomb'sche Kraft wirkt als Zentripetalkraft.

Für die zu verrichtende Arbeit, gilt allgemein:

Mir fehlt der Ansatz wie ich den Dipol mit in die Überlegung mit einbeziehen muss. M.M.n. übt doch das elektrische Dipolfeld eine Kraft auf die dritte Ladung aus, oder?

jh8979 · Moderator Anmeldungsdatum: 10.07.2012 Beiträge: 8762

Die Summe der auf das Teilchen wirkenden Kraft ist eine Vektorsumme aus zwei Kräften. Ausserdem ist in deinem Arbeitsintegral sowohl die Kraft als auch das Wegelement ein Vektor. Das musst Du berücksichtigen.

planck1858 · Anmeldungsdatum: 06.09.2008 Beiträge: 4542 Wohnort: Nrw

Bei den beiden Kräften auf die Ladung 3 handelt es sich doch um die Kraft des Dipolfeldes, als auch um die Coulomb'sche Kraft von der Ladung 1, oder?

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

jh8979 · Moderator Anmeldungsdatum: 10.07.2012 Beiträge: 8762

planck1858 · Anmeldungsdatum: 06.09.2008 Beiträge: 4542 Wohnort: Nrw

@GvC,

hier mal eine Skizze.

http://www.file-upload.net/download-10577043/Elektrische-Ladung-im-Dipolfeld.jpg.html

Gruß Planck1858

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Wie gesagt, die Kraft infolge Ladung 1 trägt nicht zur aufzuwendenden Arbeit bei.

Allerdings würde ich die Aufgabe sowieso anders lösen, nämlich über den Energieerhaltungssatz:

Ich frage mich nur, wozu die Geschwindigkeit auf der Kreisbahn gegeben ist. Oder lautet die originale Aufgabe eigentlich ganz anders?

planck1858 · Anmeldungsdatum: 06.09.2008 Beiträge: 4542 Wohnort: Nrw

@GvC,

es handelt sich um die originale Aufgabenstellung.

Könntest du das mit dem EES etwas genauer erläutern?

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien