Die Punktladung
Eine zweite Ladung
Ein elektrischer Dipol mit dem Dipolmoment
a) Berechnen Sie das resultierende
b) Berechnen Sie das auf den Dipol wirkende Drehmoment
a) E-Feld
Die Gesamtfeldstärke ergibt sich aus der Überlagerung der Einzelfeldstärken, die von den beiden Punktladungen
Dazu werden die Felder zunächst einzeln berechnet und anschließend im betrachteten Punkt
Für das elektrische Feld einer Punktladung gilt allgemein
wobei
Zur weiteren Berechnung werden folgende Vereinbarungen getroffen. Es sei
Dann gilt für
Mit den in der Aufgabenstellung gegebenen Koordinaten gilt
Damit gilt für die Feldstärken
Für die Gleichung
und
Damit folgt für das von der Ladung
Analog lässt sich das von der Ladung
Die durch beide Punktladungen verursachte Gesamtfeldstärke im Punkt
Laut Aufgabenstellung gilt außerdem
ergit.
b) Drehmoment
Die Rechenvorschrift zur Berechnung des Drehmoments auf den Dipol ist im Aufgabenteil bereits angegeben. Somit muss lediglich das Ergebnis aus a) in die Formel eingesetzt und das Kreuzprodukt berechnet werden.
a)
b)