Coulombsche Kraft und Schwingungen

Goli · Anmeldungsdatum: 19.12.2019 Beiträge: 1

Meine Frage:
Ein geladenes Wattebällchen (m = 1 mg, Q = 1 nC) schwebt in einem Kunststoffrohr über einer festsitzenden geladenen Metallkugel (Q = 1 nC).
a) Berechne die Höhe auf der das Wattebällchen schwebt.
b) Wird das Wattebällchen leicht angehoben oder nach unten gedrückt, fängt es an zu schwingen. Zeige, dass die Kraft, die es dann erfährt die Form einer Rückstellkraft vom Typ F = -D*x hat, wobei x die Ablenkung zur Ruhelage darstellt.
Leite zusätzlich her,
dass

ist.
ps die Schwingungsfrequenz beträgt 4 Hz

Meine Ideen:
Naja ich habe nicht mal einen ansatz außer dass ich a vielleicht mit der Gravitationskraft berechnen könnte. Es wäre sehr nett mir jemand helfen könnte

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Zu a) Coulombkraft und Gewichtskraft müssen im Gleichgewicht sein.

Coulombkraft (Coulombsches Gesetz)

Dabei ist x der Abstand zwischen den Mittelpunkten von Wattebällchen und metallischer Kugel.

Gewichtskraft

Gleichgewicht

Nach x auflösen.

Zu b)