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Teilchen auf Kreisbahnen - Probleme mit Aufgaben
 
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NatürlicheZahl



Anmeldungsdatum: 24.03.2008
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Beitrag NatürlicheZahl Verfasst am: 30. Sep 2008 11:03    Titel: Teilchen auf Kreisbahnen - Probleme mit Aufgaben Antworten mit Zitat

Hallo,

ich habe ein paar Probleme mit Aufgaben zum o.g. Thema:

1. Aufgabe:

Dem magnetischen Feld eines Kondensators soll ein Magnetfeld mit der magnetischen Flussdichte B = 10mT so überlagert werden, dass Protonen, die mit einer Geschwindigkeit v1 in einem Punkt P in den Kondensator eintreten, diesen geradelinig durchfliegen.
Wie muss das Magnetfeld gerichtet sein? Berechnen Sie die Geschwindigkeit v1.

Nun mein Problem:
Ist die Aufgabe eventuell Fehlerhaft? Muss es nicht korrekterweise heißen: "Dem elektrischen Feld eines Kondensators soll..."

Ich habe eine Skizze bezüglich der Aufgabe angefügt.

Vielen Dank!



Bild3.jpg
 Beschreibung:
Skizze zur Aufgabe
 Dateigröße:  4.06 KB
 Angeschaut:  2386 mal

Bild3.jpg


wishmoep



Anmeldungsdatum: 07.09.2008
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Beitrag wishmoep Verfasst am: 30. Sep 2008 11:11    Titel: Antworten mit Zitat

Vielleicht wurde das einfach "durcheinander" gewürfelt - mit dem Magnetfeld zum "geradebleiben" bin ich aber einverstanden smile
mitschelll



Anmeldungsdatum: 06.12.2007
Beiträge: 362

Beitrag mitschelll Verfasst am: 30. Sep 2008 11:26    Titel: Antworten mit Zitat

Nur noch mal deutlich: Kondensatoren erzeugen ein elektrisches Feld zwischen den Platten des Kondensators.
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Es irrt der Mensch, solang' er strebt.
Johann Wolfgang von Goethe
NatürlicheZahl



Anmeldungsdatum: 24.03.2008
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Beitrag NatürlicheZahl Verfasst am: 30. Sep 2008 17:15    Titel: Antworten mit Zitat

Also ist es ein Fehler im Buch und die Aufgabe lautet:

1. Aufgabe:

Dem elektrische Feld eines Kondensators soll ein Magnetfeld mit der magnetischen Flussdichte B = 10mT so überlagert werden, dass Protonen, die mit einer Geschwindigkeit v1 in einem Punkt P in den Kondensator eintreten, diesen geradelinig durchfliegen.
Wie muss das Magnetfeld gerichtet sein? Berechnen Sie die Geschwindigkeit v1.



Richtig?
mitschelll



Anmeldungsdatum: 06.12.2007
Beiträge: 362

Beitrag mitschelll Verfasst am: 30. Sep 2008 17:16    Titel: Antworten mit Zitat

Ja
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Johann Wolfgang von Goethe
NatürlicheZahl



Anmeldungsdatum: 24.03.2008
Beiträge: 87
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Beitrag NatürlicheZahl Verfasst am: 30. Sep 2008 21:28    Titel: Antworten mit Zitat

Ok vielen Dank,

das Ergebnis ist nun v1=1,2*10^6 km/h und das Magnetfeld muss senkrecht zum elektrischen Feld stehen.
Ist das richtig?



Nun kommt eine darauf folgende Aufgabe:

Ausgangspunkt sind die Bedingungen, so wie sie in Teilaufgabe 1 (Startpost von mir) beschrieben sind. In welcher Richtung wird ein Proton abgelenkt, wenn es mit einer Geschwindigkeit v>v1 (v1 wurde in 1 berechnet), in den Kondensator eintritt?

Also ich habe mir folgendes überlegt.

Das Proton tritt mit einer Geschwindigkeit v > v1 ein. Mit der Geschwindigkeit v1 fliegt das Proton geradlinig durch, da aber die Geschwindigkeit v größer ist und die magnetische Kraft in Richtung der Flugrichtung des Proton wirkt (3-Finger-Regel mit der rechten Hand), muss es nach oben abgelenkt werden.

Ist das richtig?


Danke!
mitschelll



Anmeldungsdatum: 06.12.2007
Beiträge: 362

Beitrag mitschelll Verfasst am: 01. Okt 2008 10:37    Titel: Antworten mit Zitat

NatürlicheZahl hat Folgendes geschrieben:
Ok vielen Dank,

das Ergebnis ist nun v1=1,2*10^6 km/h

Hast Du noch irgendetwas gegeben. Die Spannung U oder das elektrische Feld E zum Beispiel?

NatürlicheZahl hat Folgendes geschrieben:

und das Magnetfeld muss senkrecht zum elektrischen Feld stehen.
Ist das richtig?

Du könntest auch noch angeben, ob die Magnetfeldlinien in die Zeichenebene hinein- oder aus ihr herauszeigen. Dass sie senkrecht stehen müssen, ist aber schonmal richtig.

NatürlicheZahl hat Folgendes geschrieben:

Das Proton tritt mit einer Geschwindigkeit v > v1 ein. Mit der Geschwindigkeit v1 fliegt das Proton geradlinig durch, da aber die Geschwindigkeit v größer ist und die magnetische Kraft in Richtung der Flugrichtung des Proton wirkt (3-Finger-Regel mit der rechten Hand), muss es nach oben abgelenkt werden.
Ist das richtig?
Ob es nach oben oder nach unten abgelenkt wird, hängt von der Richtung der Magnetfeldlinien ab. Dein Gedankengang ist aber richtig. Du könntest es noch genauer formulieren, wenn Du sagst, dass die Lorentzkraft proportional zur Geschwindigkeit ist und somit ab einer gewissen Geschwindigkeit größer als die elektrische Kraft wird.
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NatürlicheZahl



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Beitrag NatürlicheZahl Verfasst am: 01. Okt 2008 16:03    Titel: Antworten mit Zitat

Ja, tut mir leid, ich habe vergessen die Angaben zu machen:

Der Plattenabstand ist d=6cm und die Spannung des Kondensators U=200V.


Wie erkenne ich denn, dass die Lorentzkraft proportional zur Geschwindigkeit ist?
mitschelll



Anmeldungsdatum: 06.12.2007
Beiträge: 362

Beitrag mitschelll Verfasst am: 01. Okt 2008 16:43    Titel: Antworten mit Zitat

NatürlicheZahl hat Folgendes geschrieben:
Ja, tut mir leid, ich habe vergessen die Angaben zu machen:

Der Plattenabstand ist d=6cm und die Spannung des Kondensators U=200V.

Dann stimmt Deine Geschwindigkeit!

NatürlicheZahl hat Folgendes geschrieben:

Wie erkenne ich denn, dass die Lorentzkraft proportional zur Geschwindigkeit ist?

Hast Du die Formel für die Lorentzkraft? Damit hast Du doch die Geschwindigkeit berechnet, oder?

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NatürlicheZahl



Anmeldungsdatum: 24.03.2008
Beiträge: 87
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Beitrag NatürlicheZahl Verfasst am: 02. Okt 2008 15:23    Titel: Antworten mit Zitat

Ja die Lorentzkraft ist:

, wobei

B = magnetische Feldstärke
e = Ladung des Teilchens
v = Geschwindigkeit des Teilchens

Ich vermute dass die Lorentzkraft proportional zur Geschwindigkeit ist, weil die anderen Größen konstant sind und somit die einzige Größe, die variiert, die Geschwindigkeit ist. Daher gilt, dass wenn die Geschwindigkeit sich verdoppelt, verdoppelt sich auch die Lorentzkraft und somit ist die Lorentzkraft proportional zur Geschwindigkeit.

Richtig?

Danke!
wishmoep



Anmeldungsdatum: 07.09.2008
Beiträge: 1342
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Beitrag wishmoep Verfasst am: 02. Okt 2008 15:30    Titel: Antworten mit Zitat

Wenn die Richtung der Geschwindigkeit senkrecht auf der Richtung des Magnetfelds liegt. ^^

Wird die Lorentzkraft nicht auch oft zusätzlich mit der elektrischen Feldstärke beschrieben?

dermarkus
Administrator


Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788

Beitrag dermarkus Verfasst am: 02. Okt 2008 15:45    Titel: Antworten mit Zitat

NatürlicheZahl hat Folgendes geschrieben:
Ja die Lorentzkraft ist:

, wobei

B = magnetische Feldstärke
e = Ladung des Teilchens
v = Geschwindigkeit des Teilchens

Ich vermute dass die Lorentzkraft proportional zur Geschwindigkeit ist, weil die anderen Größen konstant sind und somit die einzige Größe, die variiert, die Geschwindigkeit ist. Daher gilt, dass wenn die Geschwindigkeit sich verdoppelt, verdoppelt sich auch die Lorentzkraft und somit ist die Lorentzkraft proportional zur Geschwindigkeit.

Richtig?

Richtig smile

wishmoep hat Folgendes geschrieben:

Wird die Lorentzkraft nicht auch oft zusätzlich mit der elektrischen Feldstärke beschrieben?


Ja. Aber in diesem Thread meinten alle, die von Lorentzkraft geschrieben haben, einfach das, wie es in der Formel von NatürlicheZahl steht smile
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