| Autor |
Nachricht |
_-Alex-_
Anmeldungsdatum: 06.03.2007
Beiträge: 262
|
 _-Alex-_ Verfasst am: 29. Okt 2008 07:37 Titel: Feldarbeit und Potential |
 |
|
Hi,
ich schreibe morgen Klausur und es sind noch ein paar Fragen aufgetaucht, die ich nicht mehr so klären kann.
Also ich hab einmal zu der Feldarbeit eine Frage, und zwar haben wir mal aufgeschrieben gehabt, dass die Feldarbeit gleich dem negativen von delta E´pot´ist. Ich wollte jetzt fragen, ob dass delta E´pot´ die Energie am Ende minus die Energie am Anfang ist oder umgekehrt?
Bei dem Potential wurde iwie nicht geklärt, wann da der Winkel 180° ist. Bei der Feldarbeit war es ja immer so, wenn die Kraft entgegen dem Weg wirkt. Also wenn ich eine negativ geladene Probeladung in ein Feld von einem positiv geladenen Körper packe, wird dieser ja angezogen, wenn ich den Probekörper aber "wegziehe" vom Körper, ist die Kraft ja genau entgegengesetzt dem Weg, darum cos 180°. ist das soweit richtig?
Bei dem Potential hat der Lehrer auch mal was von einem Winkel gesagt, aber wir haben immer nur cos 0° benutzt. Und ich weiß jetzt nicht, wann der Winkel 180° ist. Hab mir erst gedacht, wenn die Feldlinie entgegengesetzt der Integrationsrichtung ist. Also wenn ich von einem Punkt ins Unendliche gehe, und auch die Linien in "die Richtung der Unendlichkeit zeigen", dass ich da dann 0° nehme und wenn es andersrum ist 180°, leider weiß ich den echten Grund nicht.
Könnt ihr mir da helfen?
MfG |
|
 |
wishmoep
Anmeldungsdatum: 07.09.2008
Beiträge: 1342
Wohnort: Düren, NRW
|
| wishmoep Verfasst am: 29. Okt 2008 12:51 Titel: Re: Feldarbeit und Potential |
|
|
| _-Alex-_ hat Folgendes geschrieben: | | Also ich hab einmal zu der Feldarbeit eine Frage, und zwar haben wir mal aufgeschrieben gehabt, dass die Feldarbeit gleich dem negativen von delta E´pot´ist. Ich wollte jetzt fragen, ob dass delta E´pot´ die Energie am Ende minus die Energie am Anfang ist oder umgekehrt? |
Die verrichtete Arbeit ist eine Potentialdifferenz, richtig. Wenn du von einem Punkt mit einem höheren Potential den Körper in einen Punkt von kleinerem Potential führst, dann nimmst du "potentielle" Energie heraus, umgekehrt steckst du zusätzliche Energie (aus einer anderen Quelle) hinein.
Somit ist es de facto egal ob  gleich  ist oder umgekehrt; du musst aber beschreiben können, wieso vllt auf einmal ein Minus-Zeichen auftaucht, das zeigt deinem Lehrer, dass du den Sachverhalt verstanden hast 
| _-Alex-_ hat Folgendes geschrieben: | | Bei dem Potential wurde iwie nicht geklärt, wann da der Winkel 180° ist. |
Ich kann dir das leider nicht mit 100%iger Bestimmtheit beantworten, jedoch liegt die Vermutung nahe, dass die Bewegungsrichtung (also die Richtung in der die Arbeit verrichtet wird) in (Winkel)-Relation zu den Feldlinien gesetzt wird.
Die "Linien" des Potentials sind ja quasi "richtungslos" bzw. "vorzeichenlos" (keine Vektoren).  |
|
|
dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
|
| dermarkus Verfasst am: 29. Okt 2008 13:44 Titel: Re: Feldarbeit und Potential |
|
|
@wishmoep: Ich meine, das Vorzeichen von  ist hier nicht egal, und statt "eine Potentialdifferenz" meinst du wahrscheinlich "eine Differenz von potentiellen Energien".
| _-Alex-_ hat Folgendes geschrieben: | und zwar haben wir mal aufgeschrieben gehabt, dass die Feldarbeit gleich dem negativen von delta E´pot´ist. Ich wollte jetzt fragen, ob dass delta E´pot´ die Energie am Ende minus die Energie am Anfang ist oder umgekehrt?
|
ist die Energie am Ende minus der Energie am Anfang. Denn sie sagt aus, wie sich die potentielle Energie des geladenen Teilchens im E-Feld bei seiner Bewegung verändert.
Die Feldarbeit ist die Arbeit, die das elektrische Feld an dem geladenen Teilchen verrichtet.
Beschleunigt das Feld das geladene Teilchen, dann ist die Feldarbeit also positiv, und das Teilchen hat am Ende weniger potentielle Energie als am Anfang.
Bremst das elektrische Feld hingegen das geladene Teilchen, dann entzieht es dem Teilchen kinetische Energie, die Feldarbeit ist also negativ, und die potentialle Energie des Teilchens am Ende ist dann größer als am Anfang.
Du siehst: In beiden Fällen ist tatsächlich die Feldarbeit gleich dem negativen von
Mein Vorschlag:
Das mit dem Winkel würde ich mir am besten immer mit einer Skizze überlegen, die zeigt, in welchem Winkel die Feldkraft zur Bewegungsrichtung des Teilchens steht, und dann damit die Feldarbeit berechnen. |
|
|
_-Alex-_
Anmeldungsdatum: 06.03.2007
Beiträge: 262
|
| _-Alex-_ Verfasst am: 29. Okt 2008 16:59 Titel: |
|
|
Hi, danke für die Antworten. Also die Richtung wenn es um Feldarbeit geht, habe ich bisher immer so rausgefunden, indem ich mir halt angeschaut habe, welche Ladung hat das feldverursachende "Ding" und welche meine Probeladung. Wenn beide negativ sind stößt ja mein "Ding" den probekörper weg, also wirkt die Kraft wegwärts, wenn ich nun aber meinen probekörper zum "Ding" hinbewege, wirkt meine Kraft in die genau andere Richtung wie mein Weg. Darum 180°. So hab ichs bisher gemacht.
Aber worums mir vor allem noch ging, war beim Potential. Da wurde uns gesagt gibt es auch einen "Richtungswinkel". Nun ist für mich aber das Problem, dass sich das Potential dadurch errechnet:
Ich habe ja also nur noch mein E und meinen Abstand. Ich kann hier ja nicht mehr ohne weiteres etwas ber die resultierende Kraft aussagen oder?
Also ich hab mir bisher gedacht, dass ich das nach der Integrationsrichtung richte. Ich weiß ja, dass meine Feldlinien von + nach - gehen. Und ich habe mir dann halt vorgestellt, wenn ich z.B. eine positiv geladene Kugel habe, dann gehen ja meine Feldlinien weg davon, sie zeigen nicht auf den positiven Körper. Wenn jetzt mein Punkt P1 näher an der Kugel liegt wie P2 und ich von P1 nach P2 integriere, dass ich dann ja "mit der Richtung des Feldes" gehe oder integriere und somit mein Winkel 0° ist. Wenn jetzt mein Punkt P2 näher an der Kugel wäre als P1 und ich aber trotzdem von P1 nach P2 integriere, gehe ich ja entgegen der Richtung und hätte somit 180° . Aber ich weiß nicht, ob man das so sagen kann?
Leider ist heute - ein tag vor der Klausur -.- - noch eine Frage bezüglich der Überlagerung von Potentialen aufgetreten. Wir haben gesagt bei einer Überlagerung muss man die einzelnen Potentiale addieren. Aber den Grund hab ich noch nicht so verstanden.
Ich habe mir dann mal so ein Beispiel ausgedacht, wo cih nicht weiterwüsste wenn es drankäme  . oder zumindest nicht sicher bin.
Ich habe mir mal irgendein Dreieck vorgestellt, bei welchen in 2 Ecken positive Körper und in einer ein negativer Körper sitzt. Und ich müsste des Potential von irgendeinem Punkt in der Mitte ausrechnen.
Ich wäre da jetzt so rangegangen, und hätte jeden Körper mir "rausgeschnitten", hätte gesagt im unendlichen ist mein Potential null und hätte mir dann das Potential bei einem bestimmten Abstand von der Kugel vorgestellt. Wobei ich bei der Negativen ja, so wie ich es bisher mir gedacht habe, entgegen der feldlinie integrieren würde und somit bei dem Potential von dem negativen Körper aus ein Minus davor müsste.
Am Ende hätte ich dann alles addiert, weiß zwar nciht genau wieso aber es sollte ja so gemacht werden.
Aber ich weiß halt nicht ob das der richtige Weg ist. V.a. kann ich bei dem negativen Körper auch sagen , ja wenn ich "unendlich" weit weg bin ist das potential null? Weil bei den bei den positiven ging di Richtung der Feldlinien ja zumindest auch weg von dem Körper. Aber die Feldlinien führen ja ein zu dem negativen Pol, darum bin cih bei bei solchen Aufgabne sehr unsicher.
MfG |
|
|
wishmoep
Anmeldungsdatum: 07.09.2008
Beiträge: 1342
Wohnort: Düren, NRW
|
| wishmoep Verfasst am: 29. Okt 2008 17:14 Titel: |
|
|
| _-Alex-_ hat Folgendes geschrieben: | V.a. kann ich bei dem negativen Körper auch sagen , ja wenn ich "unendlich" weit weg bin ist das potential null? Weil bei den bei den positiven ging di Richtung der Feldlinien ja zumindest auch weg von dem Körper. Aber die Feldlinien führen ja ein zu dem negativen Pol, darum bin cih bei bei solchen Aufgabne sehr unsicher.
|
Das Potential läuft egal für welche Ladung ( + / - ) im Unendlichen gegen Null.
Siehe:
Es ist quasi egal, ob wir hier eine negative oder eine Positive Ladung haben. |
|
|
_-Alex-_
Anmeldungsdatum: 06.03.2007
Beiträge: 262
|
| _-Alex-_ Verfasst am: 29. Okt 2008 18:03 Titel: |
|
|
Okay diese Formel kenne ich noch gar nicht. Aber ich hab mir des eben noch ein bisschen anders zurechtgestümpert
Aber kann man das mit dem Winkel sagen?
Achja, wieso muss ich eigentlich wenn ich einen runden felderzeugenden Körper habe und das Potential von einem Punkt außerhalb von dem Körper wissen will, für die Strecke einmal den Abstand von der Kugeloberfläche zu dem Punkt und dazu noch den Radius meiner Kugel nehmen?
Als Begründung wurde iwie gesagt, weil die Ladungen auf der Kugeloberfläche liegen, aber gerade deswegen find ich die Erklärung verwirrend.
Mfg[/latex] |
|
|
wishmoep
Anmeldungsdatum: 07.09.2008
Beiträge: 1342
Wohnort: Düren, NRW
|
| wishmoep Verfasst am: 29. Okt 2008 18:25 Titel: |
|
|
| _-Alex-_ hat Folgendes geschrieben: | Achja, wieso muss ich eigentlich wenn ich einen runden felderzeugenden Körper habe und das Potential von einem Punkt außerhalb von dem Körper wissen will, für die Strecke einmal den Abstand von der Kugeloberfläche zu dem Punkt und dazu noch den Radius meiner Kugel nehmen?
Als Begründung wurde iwie gesagt, weil die Ladungen auf der Kugeloberfläche liegen, aber gerade deswegen find ich die Erklärung verwirrend. |
Und über das Gauß'sche Gesetz kann man E schreiben als:
\,\dd s)
Da die Ladung (Q) und Epsilon_0 unabhängig vom Integral sind folgt für unser Phi:
\,\dd s=\frac{Q}{4\,\pi\,\varepsilon_0}\cdot\int\left(\frac{1}{r^2}\right)\,\dd s)
Hier konnten wir dann noch die 4pi "rausholen".
Von dem übrig gebliebenen Integral kennen wir ja die "Auflösung".
Wir sind also auch davon ausgegangen, dass s=r - so als Randbedingung.
Ist die Herleitung "offensichtlich"? ^^
Weiß nicht, ob das deine Frage vollständig "gelöst" hat.
Solltet ihr sowas noch nicht gemacht haben, und wenn das auch nicht gefordert ist, bzw. du es noch nicht voll verstehst... nicht zu sehr darauf konzentrieren  |
|
|
_-Alex-_
Anmeldungsdatum: 06.03.2007
Beiträge: 262
|
| _-Alex-_ Verfasst am: 29. Okt 2008 18:35 Titel: |
|
|
|
Kenn zwar das Gauß´sche Gesetz nicht, aber der Rest ist schon einleuchtend soweit^^danke |
|
|
dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
|
| dermarkus Verfasst am: 29. Okt 2008 20:27 Titel: |
|
|
| _-Alex-_ hat Folgendes geschrieben: | Also die Richtung wenn es um Feldarbeit geht, habe ich bisher immer so rausgefunden, indem ich mir halt angeschaut habe, welche Ladung hat das feldverursachende "Ding" und welche meine Probeladung. Wenn beide negativ sind stößt ja mein "Ding" den probekörper weg, also wirkt die Kraft wegwärts, wenn ich nun aber meinen probekörper zum "Ding" hinbewege, wirkt meine Kraft in die genau andere Richtung wie mein Weg. Darum 180°. So hab ichs bisher gemacht.
Aber worums mir vor allem noch ging, war beim Potential. Da wurde uns gesagt gibt es auch einen "Richtungswinkel". Nun ist für mich aber das Problem, dass sich das Potential dadurch errechnet:
Ich habe ja also nur noch mein E und meinen Abstand. Ich kann hier ja nicht mehr ohne weiteres etwas ber die resultierende Kraft aussagen oder?
Also ich hab mir bisher gedacht, dass ich das nach der Integrationsrichtung richte. Ich weiß ja, dass meine Feldlinien von + nach - gehen. Und ich habe mir dann halt vorgestellt, wenn ich z.B. eine positiv geladene Kugel habe, dann gehen ja meine Feldlinien weg davon, sie zeigen nicht auf den positiven Körper. Wenn jetzt mein Punkt P1 näher an der Kugel liegt wie P2 und ich von P1 nach P2 integriere, dass ich dann ja "mit der Richtung des Feldes" gehe oder integriere und somit mein Winkel 0° ist. Wenn jetzt mein Punkt P2 näher an der Kugel wäre als P1 und ich aber trotzdem von P1 nach P2 integriere, gehe ich ja entgegen der Richtung und hätte somit 180° . Aber ich weiß nicht, ob man das so sagen kann?
|
Einverstanden Sowohl die Überlegung mit der Kraft und der Bewegungsrichtung als auch die Überlegung mit der Integrationsrichtung würde ich genau so erklären, wie du das erklärst
| _-Alex-_ hat Folgendes geschrieben: |
Achja, wieso muss ich eigentlich wenn ich einen runden felderzeugenden Körper habe und das Potential von einem Punkt außerhalb von dem Körper wissen will, für die Strecke einmal den Abstand von der Kugeloberfläche zu dem Punkt und dazu noch den Radius meiner Kugel nehmen?
Als Begründung wurde iwie gesagt, weil die Ladungen auf der Kugeloberfläche liegen, aber gerade deswegen find ich die Erklärung verwirrend.
|
Für die Berechnung des Potentials so einer kugelsymmetrischen Ladungsverteilung kann man annehmen, dass die gesamte Ladung der Kugel im Mittelpunkt der Kugel als Punktladung sitzt, wenn man das Potential für einen Punkt außerhalb der Kugel berechnen möchte. |
|
|
_-Alex-_
Anmeldungsdatum: 06.03.2007
Beiträge: 262
|
| _-Alex-_ Verfasst am: 29. Okt 2008 20:46 Titel: |
|
|
Alles klar:) danke, jetzt weiß ich wenigstens, dass das so richtig war und nicht nur Zufall
MfG |
|
|
|
|
Registrieren
Login
FAQ
Suchen
