Fragenbank: Elektrizität: Elektrische Ladung

Ein Physiklabor hat ein Experiment, das darin besteht, Elektronen von einer Metallkugel auf eine andere durch einen Elektrisierungsprozess durch Kontakt zu übertragen. Die beiden identischen Metallkugeln, die zunächst neutral sind, werden miteinander in Kontakt gebracht und elektrisch aufgeladen, wodurch eine von ihnen Elektronen gewinnt, während die andere die gleiche Menge an Elektronen verliert. Die Elementarladung jedes Elektrons beträgt ungefähr -1,6 x 10^-19 Coulomb. Nach dem Experiment hat Kugel A 5 x 10^13 Elektronen verloren und Kugel B hat eine identische Menge an Elektronen gewonnen. Es wird angenommen, dass nur die negative Ladung in diesem Prozess übertragen wird. Berechnen Sie: a) Die endgültige Ladung der Kugeln A und B, nachdem der Prozess abgeschlossen ist. b) Die Menge der während des Experiments übertragenen Ladung. c) Wenn wir einen dritten Gegenstand zwischen die beiden geladenen Kugeln setzen würden, wie wäre dann die Polarisation dieses Gegenstandes in Bezug auf die Kugeln A und B?

Ein elektrischer Pendel besteht aus einem isolierenden Faden, einer leitenden Kugel mit vernachlässigbarer Masse und einer kleinen Kugel mit der Masse m, die durch einen weiteren isolierenden Faden mit der leitenden Kugel verbunden ist. Zunächst befindet sich der Pendel im Gleichgewicht und die kleine Kugel ist elektrisch neutral. Wenn die kleine Kugel mit einem trockenen Tuch gerieben wird, erwirbt sie eine negative Ladung. Angenommen, die Ladung des Elektrons beträgt -1,6 x 10^-19 C und die kleine Kugel erhält 1.000 negative Elektronen beim Reiben, berechne: 1. Die Menge an Ladung, die die kleine Kugel erwirbt. 2. Die elektrische Abstoßungskraft zwischen den Kugeln, wenn der Abstand zwischen ihnen 5 cm beträgt. Betrachte die elektrostatische Konstante im Vakuum als k = 9 x 10^9 N m²/C² und vernachlässige die Gravitationskraft, die auf die Kugeln wirkt.

Die Gesetze der Elektrostatik sind grundlegend für das Studium dieses Bereichs der Physik, da sie das Verhalten elektrischer Felder erklären. Das erste Gesetz wurde 1831 vom englischen Physiker Michael Faraday formuliert und bezieht sich auf die Kräfte zwischen elektrischen Ladungen. Was ist das erste Gesetz der Elektrostatik?