Lösung: e-0219

Holundermarkkügelchen

Aufgabe:
a) Auf dem Glasstab herrscht Elektronenmangel. Berührt er eine Holundermarkkugel, so fließen Elektronen von diesen auf den Stab, um den Mangel auszugleichen. Dabei entsteht auf den Kugeln ein Elektronenmangel, der zur positiven Aufladung führt.
Für eine Ladung von 1μC müsste man N = 1μC/e = 6.250.000.000 Elektronen bewegen.
b) Die Kugeln stehen in einem Winkel von α=arctan(2cm/12cm) = 9,5° ab.
Die wirksame Gewichtskraft beträgt damit F'_g = m g sin(α) = 0,000806 N
Nun gilt:
F'_g = F_c = $\frac{1}{4\pi {\epsilon }_0{\epsilon }_r}\frac{\mathrm{qQ}}{r^2}$ mit q = Q
=> q = $\sqrt{F_{g}4\pi {\epsilon }_0{r}^2}$= 6nC

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