Das_Coulombgesetz
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Kräfte zwischen den Bausteinen der Materie • Massen* – immer anziehend: Gravitationsgesetz • Ladungen* – anziehend oder abstoßend: Coulombgesetz • Kraft auf bewegte Ladungen: Lorentz-Kraft • *Es gibt keine Ladung ohne Masse • *Es gibt Massen ohne Ladung Eigenschaften der Ladungen: • • • • • Zwischen Ladungen wirken Kräfte Es gibt zwei Arten von Ladungen: Positive und Negative Ladungen Gleichnamige Ladungen stoßen sich ab, ungleichnamige ziehen sich an Im unbehandelten Zustand sind die Körper elektrisch neutral: Es gibt gleich viele positive wie negative Ladungen. Es gibt eine kleinste Ladung, die Elementarladung Einheit der Ladung, die Elementarladung Formelzeichen SI Einheit Anmerkung , q e 1 Coulomb, C C Ladung Elementarladung, kleinstes Ladungsquantum 1,60 10 19 C Das Coulombgesetz q1 q2 F 2 40 r 1 q1 F F N q2 r Ungleichnamige Ladungen ziehen sich an Das Coulombgesetz q1 q2 F 2 N 40 r q1 q 2 F F 1 r Gleichnamige Ladungen stoßen sich ab Das Coulombgesetz Einhe it Anmerkung N Die Coulombkraft ist eine Kraft zwischen zwei Punktladungen, die in Richtung ihrer Verbindungslinie wirkt C2 Nm2 Influenzkonstante C Ladung des ersten Körpers q2 C Ladung des zweiten Körpers r m Abstand zwischen den Körpern Formel Wert q1 q2 F 40 r 2 1 0 q1 8,85 10-12 Abstoßung gleichnamiger Ladungen: Das ist die gesuchte, Distanz haltende Kraft! Eigenschaften der Bausteine der Materie • Es gibt keine Ladung ohne Masse – Deshalb erfordert die Beschleunigung geladener Teilchen mechanische Kraft, F m a • Es gibt Massen ohne Ladung Beispiele: Die Elementarteilchen Teilchen Masse SI Ladung SI Elektron 0,9109 10-30 kg -1,6022 10-19 C Proton 1,6725 10-27 kg 1,6022 10-19 C Neutron 1,6748 10-27 kg 0 C Beispiel: NaCl Kristall Coulomb-Kräfte zwischen zwei unterschiedlich geladenen Teilchen, z. B. einem Na+ - und einem Cl- Ion Na Cl Aufbau der Ionen: Na+ ClCl Kern, 17 e Na Kern, 11 e Elektronenhülle , 10 -e Ladung 1e Na Elektronenhülle , 18 -e Ladung -1e Cl Abstoßung Anziehung Kräftegleichgewicht zwischen zwischen ungleichnamigen gleichnamigen bei rrNaCl rCl Ladungen beir rNar rNa rCl r Na Cl Resultat bei Anordnung in drei Dimensionen: NaCl-Kristall 0,18 nm 0,2 nm 0,18 nm 0,56 nm Zum Aufbau der Materie: ISS • Die Materie besteht aus Massen und Ladungen, die im dreidimensionalen Raum auf vielfältige Weise kombiniert werden können – Coulomb- und Trägheitskräfte steuern die Struktur auf atomarer Skala (z. B. Struktur der Moleküle), – Gravitations- und Trägheitskräfte wirken in großen Dimensionen (z.B. Satellitenbahnen, Planetenbewegung) • Kräfte werden durch Felder übermittelt • Die Energie bleibt bei allen Vorgängen erhalten
![Elektrische Spannung U [V]](http://s1.studylibde.com/store/data/002479720_1-141ad09aa3ab46fc5af48362f775ec08-300x300.png)
