Ortsabhängige Kraft auf einem bewegtem Teilchen

Phips · Anmeldungsdatum: 26.12.2016 Beiträge: 45

Meine Frage:
Ich habe folgenden Aufbau: Zwei geladene Kugeln hängen an einem langen, gut gespannten, vertikalen, nichtleitendem Faden. Die obere Kugel befindet sich auf der Höhe

. Die Kugeln haben eine masse von 1g, eine Ladung von Q (untere Kugel) und 4Q (obere Kugel). Die obere Kugel wird Fixiert, die untere in richtung des Fadens senkrecht nach oben mit

geschossen. Die Kugeln können sich reibungsfrei entlang des Fadens bewegen und als punktförmig angenommen werden.
Wie hoch kann die untere Kugel fliegen?

Meine Ideen:
Die Kraft auf die untere Kugel ist durch dem Coulomb´schen Kraftgesetz proportional zum Quadrat der Entfernung. Dann wirkt noch die Gravitationskraft auf beide (bei der oberen Kugel kann man das vernachlässigen, da sie Fix ist). Jetzt hab ich noch eine Geschwindigkeit nach oben, die mit der höhe abnehmen muss, da die entgegenwirkende Kraft schnell größer wird. Mein Problem ist es aber irgendwie den zusammenhang zu finden.

erkü · Anmeldungsdatum: 23.03.2008 Beiträge: 1414

Hello,

wie sieht die Bewegungsgleichung aus (Summe der Kräfte) ?

oder kürzer:

Betrachtung der kinetischen und potenziellen Energien.

Lehrer

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Die Aufgabenstellung ist ein bisschen unklar.

Phips · Anmeldungsdatum: 26.12.2016 Beiträge: 45

Also: Dei Aufgabestellung ist im Grunde nicht so wichtig: Wichtig ist, dass eine Lagung mit der Geschwindigkeit

in richtung eines anderen geladenen Teilchens Geschossen wird. Das Zweite Teilchen ist fix, das erste kann sich frei in richtung zweites Teilchen bewegen. Alles geschieht auf einer achse. Wie kann ich die minimale distanz der Ersten (bewegten) zur Zweiten Ladung(der Fixen) berechnen? Es wirkt die Coulombkraft und die Geschwindigkeit.
Bis jetzt kommt mir die energiebetrachtung sinnvoll vor.

Phips · Anmeldungsdatum: 26.12.2016 Beiträge: 45

@GvC

ist die distanz zwischen den zwei Kugeln.
Ja die Kugel ist Fix also kann sie nicht bewegt werden, aber falls sie das könnte könnte sie reibungsfrei bewegt werden, praktisch eine Information, welche wir gerade nicht brauchen.

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861