Physik mit Trigonometrie

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SnIper Auf diesen Beitrag antworten »
Physik mit Trigonometrie
Mein HA:
In der Mitte zwischen zwei im Vakuum befindlichen Kondensatorplatten hängt an einem Perlonfaden der Länge l = 1,8m ein Kügelchen der Masse m= 0,47 g.
Der Plattenabstand beträgt d = 4,00 cm.
Der Kondensator wird an einer Hochspannungsquelle von U = kV angeschlossen. Dabei kommt es zu einem Auslenkung von s= 1 cm aus der Gewichtslage.

a) Wie groß ist dir Ladung des Kügelchen?
b) Die Spannungsquelle wird jetzt abgetrennt und der Abstand der isolierten Platten wird verdoppelt. Wie groß ist jetzt die Auslenkung des Kügelchens?
c) Der Perlonfaden wird nun durchtrennt. Wie groß ist die durch die Feldkräfte verursachte horizontale Ablenkung d nach einer Fallstrecke h = 3,00 cm?


Ich poste das hier weil der lehrer meinte wir sollten allgemeine Formel mit trigonometrischen Grundkenntnissen Erstellen

Das gab er uns an:

E= U/d
oder
E=F/q

vielleicht sind hier paar die von mathe und physik ahnung haben

könnt ihr mir paar ansätze geben?

danke
Mathespezialschüler Auf diesen Beitrag antworten »

Ich denke, das passt eher ins Physikerboard. Sicher muss man hier rechnen, aber Physik ist nunmal oft angewandte Mathematik.

Gruß MSS
 
 
SnIper Auf diesen Beitrag antworten »

danke @mathespezialschüler

hab ich schon probiert aber im physikerboard ist weniger resonanz ( vielleicht weil die aufgabe doch mit mathe viel zu tun hat)

also kann hier jdn. helfen
Egal Auf diesen Beitrag antworten »

Die Frage ist zwar meiner Meinung nach viel eher Physik als Mathematik aber bitte wenns denn sein soll. Zunächst solltest du dir mal eine Skizze machen und dabei auch berücksichtigen in welche Richtungen deine Kräfte wirken. Das ist übrigens auch der Punkt an dem die Trigonometrie ins Spiel kommt. Unter Verwendung der angegebenen beiden Formeln solltest du in der Lage sein aus der Kraftkomponente in Feldrichtung auf die gesuchte Ladung zu schliessen.
SnIper Auf diesen Beitrag antworten »

Habs aufm papier gerechnet mit skizze, man kann da mit ähnlichen dreiecken rechnen.

Hier ist das ergebnis zu a ) : 1,0246* 10 ^-19 C

stimmt das?
AD Auf diesen Beitrag antworten »

Zitat:
Original von SnIper
Der Kondensator wird an einer Hochspannungsquelle von U = ??? kV angeschlossen.

Das solltest du noch ergänzen. Falls ??? = 1, dann liegt dein Ergebnis um 10 Zehnerpotenzen daneben. Da die Mantisse stimmt, hast du vermutlich einige Einheitenvorsätze nicht bzw. falsch berücksichtigt. Präsentiere doch mal deine ausführliche Rechnung.
SnIper Auf diesen Beitrag antworten »

sorry @ arthur dent

sind 1kV = 1000 V


Hast du die Lösung?
AD Auf diesen Beitrag antworten »

Ja sicher, aber:

Zitat:
Original von Arthur Dent
Präsentiere doch mal deine ausführliche Rechnung.

Genaugenommen reicht die Endformel und wie du die Zahlen eingesetzt hast. Ich vermute bei letzterem den Fehler, da ja die Mantisse deines Ergebnisses stimmt.
SnIper Auf diesen Beitrag antworten »

Ok ,danke für deine Hilfe.

Also

Habe auf dem Blatt eine Skizze gemacht und den Bezug aufgestellt:
l= 1,8m
a= 0,01 m
U= 1000V
m= 0,47 g
d=0,04m
E= U/d --> 25000 N/C oder


a/l = Kraft ( elektrische) / Gewichtskraft
(a/l) = (E*q)/( m*g)
(a/l)*(m*g) = E*q
und dann nach q auflösen und einsetzen.

Wo ist der Fehler?
AD Auf diesen Beitrag antworten »

Da sehe ich keinen Fehler, aber ich habe da nicht , sondern nach dem Einsetzen raus.

P.S.: entspricht , also rund zwei Drittel Elementarladung. Das hätte dich stutzig machen müssen...
SnIper Auf diesen Beitrag antworten »

ok [email protected] dent!!!
habs jetzt auch raus


wie siehts mit b und c aus ?

irgendwelche tipps?
Bruce Auf diesen Beitrag antworten »

zu b)
Hängt die elektrische Feldstärke zwischen den Platten von deren
Abstand ab? Nein! Die elektrische Feldstärke zwischen den Platten
hängt nur von der Ladungsdichte auf den Platten ab, und diese
bleibt beim Auseinanderziehen konstant.

zu c)
Berechne zunächst die Fallzeit T für die Fallstrecke h=3cm. Dazu
benötigst Du nur die Gewichstkraft! Dann berechnest Du aus der
Ladung und der Feldstärke die horizontale Kraftkomponente und
daraus die horizontale Beschleunigung.

Gruß von Bruce

P.S.
Deine Aufgabe ist doch lediglich eine kleine Rechenübung!
Vielleicht hat sich deswegen kein Physiker dafür interessiert?
Das ist halt nur Gedöns.
sqrt(2) Auf diesen Beitrag antworten »

Zitat:
Original von Bruce
Hängt die elektrische Feldstärke zwischen den Platten von deren
Abstand ab? Nein! Die elektrische Feldstärke zwischen den Platten
hängt nur von der Ladungsdichte auf den Platten ab, und diese
bleibt beim Auseinanderziehen konstant.

Bitte? . Na, was ist ? So, wie du das sagst, ist es zu Hälfte falsch.
Bruce Auf diesen Beitrag antworten »

@wurzelAus2

Wo hast Du Elektrostatik gelernt?

U wächt bei konstanter Flächenladung auf den Platten proportional zu
d, d.h. E=U/d bleibt konstant.

Die entscheidende Aussage hier ist, daß E beim Plattenkondensator
unabhängig von d ist und nur von der Flächenladung auf den Platten
abhängt!

Gruß von Bruce
sqrt(2) Auf diesen Beitrag antworten »

Zitat:
Original von Bruce
Wo hast Du Elektrostatik gelernt?

Im Physik-LK.

Zitat:
Original von Bruce
U wächt bei konstanter Flächenladung auf den Platten proportional zu
d, d.h. E=U/d bleibt konstant.

Genau darauf wollte ich hinaus, und das hast du nicht gesagt.
Bruce Auf diesen Beitrag antworten »

@sqrt(2)

Sorry für meine physikertypische, logisch nicht vollkommen wasser-
dichte Ausdrucksweise. Ich hätte es eigentlich wissen müssen, daß
in einem Mathe-Board kleinste Lücken sofort aufgespürt und gnadenlos
kritisiert werden Augenzwinkern .

Na ja, so sind se halt, die Mathematiker Wink

Gruß von Bruce
SnIper Auf diesen Beitrag antworten »

Danke für die nette Hilfe!

Zu c)

s = 0,5*a*t^2
t( gerundet) = 0,08 s

F= m*a
a = F / m
a= E*q / m ( Masse Kügelchen 0,47 g)
a= 0,0545 m/s²

b ( Ablenkung nach 3 Sekunden) = 0,5*a*t²
=1,744* 10^-4 m ?????


Stimmt das?
SnIper Auf diesen Beitrag antworten »

Zu b) dann

U = W/q
U = E*q*d/ q
U = E*d
U = E*2d

E= U/d

da aber d jetzt 2d ist gilt

E= U / 2d

oder hier

E= E*2d / 2d

E = E

Also bleibt Auslenkung gleich!
SnIper Auf diesen Beitrag antworten »

huhu?
Bruce Auf diesen Beitrag antworten »

Wink

zu b)
Da gibt es nichts zu rechnen, weil die Ladungsdichte auf den
Kondensatorplatten unverändert bleibt. Die Auslenkung bleibt
also konstant.

zu c)
Du glaubst nicht ernsthaft, daß ich noch nachschaue, ob Du deinen
Taschenrechner korrekt bedienen kannst oder vernünftig auf dem
Papier rechnest?

Solltest Du nicht allgemeine Ausdrücke herleiten, wie es dir Yeti777
im Physikerboard demonstriert hat?

Gruß von Bruce
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