Kraft auf Probeladung

ABI-Star · Anmeldungsdatum: 20.10.2008 Beiträge: 13 Wohnort: Hamburg

Hi Leute, ich habe ein paar Aufgaben zum lernen bekommen für die anstehende Physik KLausur (12.Jhg/PhyGK)!
Jedoch finde ich keine Lösungen dazu! Ich weiß nicht, ob die Formeln falsch sind oder ob ich den Text falsch verstehe... Und ohne Rechenwege, kann ich auch nichts nachvollziehen! =/
Vielleicht könnt ihr mir helfen:

1. Berechnen sie die Kraft F auf eine Probeladung q=3 * 10 hoch -9 C(Coulomb) im elektrischen Feld eines Plattenkondensators mit dem Plattenabstand d=6cm bei der Spannung U=1kV!

2.An einen Plattenkondensator wird eine Spannung U=1500V gelegt. Auf eine Probeladung q=2 * 10 hoch -9 C wirkt im Kondensator eine Kraft F=5 * 10 hoch -4 N (Newton).
a) Bestimmen Sie die Feldstärke und den Plattenabstand!
b) Wie groß sind Feldstärke und Plattenabstand, wenn die Kraft auf die Probeladung doppelt so groß ist?

3. In ein homogenes Feld der Feldstärke E=3,5 * 10 hoch 5 V/m wird die Ladung Q=5 * 10 hoch -9 gebracht.
a) Berechnen Sie die Kraft, die auf diese Ladung wirkt!
b) Welche Überführungsarbeit wird verrichtet, wenn die Ladung entgegen der Feldlinienrichtung eine Strecke von 3cm bewegt wird?

Es wäre echt hilfreich, wenn ihr mich unterstützt, ansonsten hack ich nur in Fehler rum... Vielen Dank schon jetzt! smile

Schönen Gruß!

wishmoep · Anmeldungsdatum: 07.09.2008 Beiträge: 1342 Wohnort: Düren, NRW

Was für Formeln kennst du denn für die Kräfte und die elektrischen Felder und deren Beziehung untereinander? Wie sieht es dann auch noch mit der Arbeit im elektrischen Feld aus?

ABI-Star · Anmeldungsdatum: 20.10.2008 Beiträge: 13 Wohnort: Hamburg

Hey!
Also wir benutzen eine Formelsammlung, welche eig alle Formeln enthält! Nur die Frage ist wieder, welche Formel... =/
Mit deiner Frage zum elektrischen Feld kann ich nichts anfangen, was du damit meinst! Ich weiß schon so was das elektrische Feld ist, zwar nicht sehr detailliert, aber es reicht (hoffentlich)...

wishmoep · Anmeldungsdatum: 07.09.2008 Beiträge: 1342 Wohnort: Düren, NRW

Dann schau dir an, was du an gegebenen Größen hast in der ersten, zweiten und dritten Aufgabe. Mit welchen gegebenen Größen kannst du rechnen?
Welche Formel aus der Formelsammlung passt dazu?
Kannst du die Formel dann eventuell auch erklären/beschreiben?

ABI-Star · Anmeldungsdatum: 20.10.2008 Beiträge: 13 Wohnort: Hamburg

also ich habe mal soweit gemacht wie ich konnte...
Aufgabe 1:
F=Q*E
E=U/d
=>F=Q*U/d
F=3*10 hoch -9 * 1000/0,06 = 5 * 10 hoch -5 N

Aufgabe 2:
a)
Elektr.Feldstärke= N/C
E= 5 * 10 hoch -4 / 2 * 10 hoch -9 = 250.000 N/C

F= Q*U/d
d=Q*U/F
d= 2 * 10 hoch -9 * 1500/5 * 10 hoch -4 = 6 * 10 hoch -11

b)
Die Feldstäre verdoppelt sich und der Plattenabstand halbiert sich.

Aufgabe 3:
a)
F=Q*E
F=5 * 10 hoch -9 * 3,5 * 10 hoch 5 = 1,75 * 10 hoch -3 N

Weiß vllt jemand ob die Ergebnisse richtig/falsch sind? Und vllt kennt jmd die Lösung zu 3b)?! Finde da kein Ansatz. Danke! smile

wishmoep · Anmeldungsdatum: 07.09.2008 Beiträge: 1342 Wohnort: Düren, NRW

Die Ergebnisse habe ich nicht durchgerechnet, aber vllt hilft folgendes für 3b.

Thema Potential:

Potential ist elektrische Arbeit pro Ladung. Also:

Kennst du vielleicht noch aus der (Newton'schen) Mechanik die Definition für Arbeit?

// Edit: zu den Ergebnissen, bei 1 und 2 bin ich einverstanden, bei 2b könntest du die Behauptung vllt noch mit der Formel belegen.
Bei 3a ist dir ein kleiner Fehler passiert bzgl. der Zehnerpotenzen... und der andere Faktor ist auch ein bischen falsch.

ABI-Star · Anmeldungsdatum: 20.10.2008 Beiträge: 13 Wohnort: Hamburg

Sorry, aber kann damit nichts anfangen... =/
und was ist an 3a) falsch? hab das nochmal nachgerechnet und das gleiche ergebnis raus...

wishmoep · Anmeldungsdatum: 07.09.2008 Beiträge: 1342 Wohnort: Düren, NRW

Bei:

Also eher:

Jaja ;-) geändert und jetzt sagen, dass es richtig war Zunge raus

.
So ist es nun okay.

Du kannst mit Arbeits aus der newtonschen Mechanik nichts anfangen? Dann befrag doch einmal dein Heft aus der 11, deine Formelsammlung oder dein Buch.

Wie lautet die allgemeine Definition für Arbeit in der Mechanik?

ABI-Star · Anmeldungsdatum: 20.10.2008 Beiträge: 13 Wohnort: Hamburg

Definition von Arbeit?
Meine Formelsammlung zeigt mir die ganzen Formeln an und sonst lese ich überall nur, dass es Arbeit ist, wenn sich etwas bewegt?!

5 * 3,5 * 10 hoch -4 = 1,75 * 10 hoch -3
das ist doch gleich oder nicht?

wishmoep · Anmeldungsdatum: 07.09.2008 Beiträge: 1342 Wohnort: Düren, NRW

Arbeit ist - allgemein gesprochen:
Kraft mal Weg.

Daher folgt auch die Definition der Einheit für Arbeit mit SI-Einheiten:

Jahaa - es ist gleich, du hast es geändert Augenzwinkern

. Siehe die Info wann der Beitrag editiert wurde smile

.

Das mit - alles was sich bewegt, dass das Arbeit sei - kritisch.

Es gibt die kinetische Energie:

Merken solltest du dir: Arbeit=Kraft mal Weg.

ABI-Star · Anmeldungsdatum: 20.10.2008 Beiträge: 13 Wohnort: Hamburg

Ich habe was anderes geändert, hatte aus Versehen geteilt, statt multipliziert... und das war auch vor deinem beitrag, siehe die uhrzeit!^^

Danke schon mal, dass du mir hilfst!
Also ist 3b) nun das:
W=F*s
W=(1,75 * 10 hoch -3 N) * 0,03m = 5,25 * 10 hoch -5 Nm

ABI-Star · Anmeldungsdatum: 20.10.2008 Beiträge: 13 Wohnort: Hamburg

zu Aufgabe 2:

Also mein Ergebnis mit d=Q*U/d lautet 6 * 10 hoch -11.
Aber mit der Formel d= U/E ist es 6 * 10 hoch -3.
Die 2. klingt wahrscheinlicher, aber ist die auch richtig? =/

wishmoep · Anmeldungsdatum: 07.09.2008 Beiträge: 1342 Wohnort: Düren, NRW

ABI-Star · Anmeldungsdatum: 20.10.2008 Beiträge: 13 Wohnort: Hamburg

oh... =/ anscheinend ist es wohl falsch!
ist denn die 2.antwort richtig?

wishmoep · Anmeldungsdatum: 07.09.2008 Beiträge: 1342 Wohnort: Düren, NRW

Ja - damit bin ich einverstanden smile

.
Jetzt noch Aufgabe 3, nicht?

ABI-Star · Anmeldungsdatum: 20.10.2008 Beiträge: 13 Wohnort: Hamburg

ok, wenigstens eine aufgabe richtig! Big Laugh

Für Aufgabe 3 habe ich soweit das:
a)
F=Q*E
F=5 * 10 hoch -9 * 3,5 * 10 hoch 5 = 1,75 * 10 hoch -3 N

b)
W=F*s
W=(1,75 * 10 hoch -3 N) * 0,03m = 5,25 * 10 hoch -5 Nm

was sagst du dazu?? =/

//Edit: Mir sticht gerade ins Auge, dass es heißt entgegen der Feldlinienrichtung bei Aufgabe 3b)! Hat das was am Ausgang meines Ergebnisses zu bedeuten?

m~Simon · Anmeldungsdatum: 27.10.2008 Beiträge: 2

Hallo,
ich bin der Simon, neu hier Augenzwinkern

Hoffe ich kann hier etwas helfen und selber etwas Hilfe bekommen, falls mal etwas unklar ist smile

Zu deiner Aufgabe:
Ich bin auf die gleichen Ergebnisse gekommen.
Deine Frage von 3b würde ich so beantworten:
Nach meinem Verständnis kann Überführungsarbeit im eigentlich Sinne ja auch nur entgegen den Feldlinien verrichtet werden. Diese Linien zeigen ja die Vektoren auf eine posivite Probeladung an. Wenn diese Ladung jetzt entlang der Feldlinien bewegt würde, wäre zwar die verrichtete Arbeit die gleiche, doch der Ursprung ist nicht die gleiche. Überführungsarbeit entgegen der Feldlinien muss man ja selbst leisten, bzw. man muss diese Arbeit aufwenden, um die Probeladung zu bewegen und die Überführungsarbeit entlang der Feldlinien würde ja "automatisch" aus dem elektrischen Feld resultieren.

Hoffe das war richtig und verständlich?

MfG Simon