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Experiment: Im homogenen Feld E eines Plattenkondensators hängt eine Rasierklinge der Masse m mit der positiven Ladung q an einem Faden der Länge l.
a)
Welche elektrische Kraft erfährt die Rasierklinge?b) Welche weitere Kraft wirkt?
c) Wie verhält sich die Rasierklinge? (Beschreibe und berechne.)
Messungen und Berechnungen zum Rasierklingenversuch:
Kondensator wird aufgeladen (U = 10 kV, d = 10 cm):
Rasierklinge: m = 0,8 g = 0,8 . 10-3 kg also FG
= m g = 8 . 10-3 N (mit g »
10 N/kg).
a) im E-Feld bei q1 =3,5 . 10-9 As
Auslenkung a1 = 2,5°, also
Fel = FG tan(a1)=
3,5 . 10-4 N
b) im gleichen E-Feld bei q2 = 1,8 . 10-9 As
Auslenkung a2 = 1,3°, also Fel
= FG tan(a2) = 1,8 . 10-4 N
Ganz grob konnten wir erkennen: wird die Ladung halbiert, so wird die elektrische Kraft halbiert, also:
Die Proportionalitätskonstante für dieses E-Feld, E, hat damit ungefähr
den Wert E = Fel/q » 100 kN/C
D. h. eine Ladung von 1 C würde die elektrische Kraft von ca. 100 kN erfahren!!
(1 mg Elektronen haben die Ladung von ca. 180 kC, würden also hier die Kraft
18 GN erfahren!!)
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