LV002:LV-Uebersicht/Videos/Anziehung-Abstossung von Ladungen

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Inhaltsverzeichnis

Video zu Holundermark- Kugeln am Faden

Inhalt

  • Theoretische Grundlagen - Coulmb'sches Kraftgesetz
  • Video - Qualitativer Nachweis des Coulomb'schen Kraftgesetzes durch geladene Holundermarkkügelchen

Theorie

Die Kraftwirkungen zweier im Vakuum befindlicher elektrischer Punktladungen aufeinander sind quantitativ durch das Coulombsche Gesetz gegeben. Das Coulomb'sche Gesetz gibt die Kraft \vec F an, die eine Punktladung q_1\,\! auf eine Punktladung q_2\,\! im Abstand r\,\! ausübt (und umgekehrt).

\vec F = \frac{1}{4\pi\varepsilon_0}  \cdot\frac{q_1 q_2}{r^2}\cdot\frac{\vec{r}}{r}


...q_1\,\! und q_2\,\! zwei Punktladungen,
...r der Abstand der als punktförmig angesehenen Ladungen q_1\,\! und q_2\,\!,
...\varepsilon_0 = 8{,}854187817 \cdot 10^{-12} \  \mathrm{Fm^{-1}} wird Influenzkonstante, Dielektrizitätskonstante des Vakuums oder elektrische Feldkonstante genannt.
...\vec F die Coulomb-Kraft, die zwischen q_1\,\! und q_2\,\! wirkt.


Ergibt sich nun für die Kraft ein negativer Wert, ziehen sich die Ladungen an.
Ergibt sich für die Kraft ein positiver Wert, stoßen sich die Ladungen ab.


Versuchsbeschreibung

Zwei Kugeln aus Holundermark werden jeweils mit einem Faden an einer isolierten Stativstange befestigt. Beide Systeme weisen Eigenschaften eines Pendels auf.

Aufbringen gleichsinniger Ladungen:
Ein Stab aus Bernstein wird in einem Katzenfell gerieben. Das Katzenfell gibt durch das Reiben Elektronen an den Bernstein ab. Der Bernstein erhält dadurch eine negative Ladung.
Berührt man beide Holundermarkkugeln mit dem Bernsteinstab werden diese negativ geladen.
Die beiden Kugeln stoßen sich ab.

Aufbringen ungleichsinniger Ladungen:
Reibt man einen Stab aus Glas mit Baumwolle, gibt der Glasstab Elektronen an die Baumwolle ab. Der Glasstab erhält dadurch eine positive Ladung.
Berührt man eine Holundermarkkugel mit dem Glas, wird diese positiv geladen.
Die beiden Kugeln ziehen sich nun an.

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