Übungen zur Einführung in die Physik für Umweltschutztechniker

Aufgabe 1
Übungen zur Einführung in die Physik für
Umweltschutztechniker
WS 2009/2010
Übungsblatt 14
Zwei Punktladungen mit Q 1 =10 und Q haben einen Abstand von 20 .
¡5 C 2 = ¡Q1 cm
a) Welche Kraft üben die Punktladungen aufeinander aus?
b) Welche Arbeit ist nötig, um die beiden Punktladungen auf einen Abstand von 40 cm zu
bringen?
Aufgabe 2
Ein Plattenkondensator wird mit einer Spannung von U =10kVgeladen.
Der Abstand der
beiden Platten beträgt d =17cm.
a) Wie groß ist das elektrische Feld im Kondensator?
b) Welche Kraft wird auf eine Kugel mit der Ladung Q =1:55 ¢ 10 ausgeübt, die sich im
Plattenkondensator befindet?
¡8 C
Aufgabe 3
Ein Wassertröpfchen (näherungsweise als Kugel mit Durchmesser d =0:2mmangenommen)
wird so weit elektrisch aufgeladen, wie die Durchschlagfeldstärke der umgebenden Luft es
erlaubt. Die Durchschlagfeldstärke beträgt hier E max =30kV=cm.
a) Wie viel Ladung kann der Wassertropfen maximal aufnehmen? Wie vielen Elementarladungen
entspricht das?
b) Wie groß muss ein von außen angelegtes elektrisches Feld sein, um diesen Tropfen gegen
die Schwerkraft in der Schwebe zu halten?
Aufgabe 4
Ein Elektrometer als Ladungsmessgerät (siehe Abbildung 1) zeigt einen Winkel von ' =30 . ±
a) Mit wie viel Ladung sind die beiden Kugeln aufgeladen?
b) Wie viele Elektronen trägt dabei jede der beiden Kugeln?

Abbildung 1: Elektrometer aus zwei leitend miteinander verbundenen Kugeln an dünnen
Fäden. Die Fäden seien derart dünn, dass sich die Ladung praktisch vollständig auf den
Oberflächen der beiden Kugeln befindet. Der Durchmesser jeder der beiden Kugeln beträgt
d =3cm . Die Masse jeder Kugel ist m =2g und die Länge der Fäden ist l =70cm.