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isi1
Anmeldungsdatum: 03.09.2006
Beiträge: 2902
Wohnort: München
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 isi1 Verfasst am: 14. Okt 2009 09:42 Titel: Eisenstab-Bahn (Wie funktioniert das?) |
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In diesem Link sieht man, wie ein Eisenstab auf zwei Schienen bewegt wird, wenn man den Strom anschließt (10A)
http://www.youtube.com/watch?v=_zAZJEw_iMY
Wir haben schon diskutiert:
a) Erdmagnetfeld:
Kraft ist vermutlich zu gering (Kraft F = B * l * I = 50µT * 0,1m * 10A = 50µN ...saumäßig wenig!),
Richtung ändert sich nicht mit der Polarität
b) Strom durch eine Schleife maximiert Schleifenfläche:
Kraft ist noch geringer (ca. 10 µN),
Der Stab müsste bei jeder Polarität von den Anschlüssen weg laufen.
c) Neigung der Schienen: Wurde ausgeschlossen durch Krokodilklemmen an den Schienen.
d) Material des Laufstabs: Eisen geht gut, Graphit schlecht, Alu fast gar nicht.
Hier im Forum sah ich schon extrem schwirige Aufgaben gelöst.
Habt ihr bitte zu diesem Versuch eine Idee? Welcher physikalische Effekt könnte da wirken?
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Grüße aus München, isi •≡≈ ¹₁₂½√∠∞±∫αβγδεηκλπρσφω ΔΣΦΩ |
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Gajeryis
Anmeldungsdatum: 08.10.2009
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| Gajeryis Verfasst am: 14. Okt 2009 15:15 Titel: |
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Der Stab bewegt sich, sobald durch die äusseren Stäbe wieder Strom fliesst, vorher bewegt er sich nicht. Also muss der Strom was damit zu tun haben.
Mit dem Magneten hattet ihr den Strom durch den beweglichen Stab (bewegte Ladung), das Magnetfeld kam vom Magneten (Magnetfeldlinien), daraus resultierte die Beschleunigung des beweglichen Stabes (Kraft).
Ohne Magnet habt ihr immer noch die bewegte Ladung und die Kraft, nur etwas anderes muss das Magnetfeld erzeugt haben.
Welche Möglichkeiten bestehen, ein Magnetfeld zu erzeugen? Wodurch wurde das Magnetfeld hier erzeugt? ;-) |
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isi1
Anmeldungsdatum: 03.09.2006
Beiträge: 2902
Wohnort: München
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| isi1 Verfasst am: 14. Okt 2009 16:25 Titel: |
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Danke für die Antwort, Gajeryis,
wie könnte das Magnetfeld erzeugt worden sein?
1. der vertikale Anteil des Erdmagnetfelds (50µT)
Gegenargumente:
a) nach unserer Berechnung 200 mal zu schwach (nur 50µN)
b) die Stabbewegung müsste sich mit dem Polaritätswechsel umkehren.
2. der eigene Strom (Stromschleife würde ausgeweitet)
Gegenargumente:
a) noch 5 mal schwächer
b) der Stab müsste sich bei jeder Polarität entfernen
3. Versteckte Magnete im Tisch oder in den Büchern
Gegenargumente:
a) nicht zu finden
b) Bücher wurden ausgetauscht
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Grüße aus München, isi •≡≈ ¹₁₂½√∠∞±∫αβγδεηκλπρσφω ΔΣΦΩ |
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Gajeryis
Anmeldungsdatum: 08.10.2009
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| Gajeryis Verfasst am: 14. Okt 2009 17:48 Titel: |
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| isi1 hat Folgendes geschrieben: | 2. der eigene Strom (Stromschleife würde ausgeweitet)
Gegenargumente:
a) noch 5 mal schwächer
b) der Stab müsste sich bei jeder Polarität entfernen |
Hoppla, mein Fehler. Das wäre nämlich mein Gedanke gewesen, dass das Magnetfeld der parallelen Stäbe die Lorentzkraft bewirkt.
Übrigens: Wie viele Ampère wurden etwa durchgedrückt?
Oder hast du die Überschlagsrechnungen in N/A belassen? |
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isi1
Anmeldungsdatum: 03.09.2006
Beiträge: 2902
Wohnort: München
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| isi1 Verfasst am: 14. Okt 2009 20:58 Titel: |
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| Gajeryis hat Folgendes geschrieben: | | Hoppla, mein Fehler. Das wäre nämlich mein Gedanke gewesen, dass das Magnetfeld der parallelen Stäbe die Lorentzkraft bewirkt. |
Der Meinung bin ich auch, nur wenn der Strom umgedreht wird, ist das Magnetfeld der parallelen Stäbe umgedreht und auch der Strom im Querstab, so dass sich bei jeder Polarität der Stab entfernt.
| Gajeryis hat Folgendes geschrieben: | Übrigens: Wie viele Ampère wurden etwa durchgedrückt?
Oder hast du die Überschlagsrechnungen in N/A belassen? |
Wie ich ganz oben schrieb: 10A. Es könnte sein, dass beim Einschalten kurz ein höherer Strom fließt, falls am Ausgang des Stromversorgungsgeräts große Elkos sitzen.
Übrigens ein neues Video:
http://www.youtube.com/watch?v=RPFPYiY9Xc8
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Grüße aus München, isi •≡≈ ¹₁₂½√∠∞±∫αβγδεηκλπρσφω ΔΣΦΩ |
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Brot
Anmeldungsdatum: 08.10.2009
Beiträge: 374
Wohnort: Dresden
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| Brot Verfasst am: 14. Okt 2009 22:20 Titel: |
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Sind die Eisenstäbe magnetisiert worden? |
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Gajeryis
Anmeldungsdatum: 08.10.2009
Beiträge: 194
Wohnort: CH - Bern
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| Gajeryis Verfasst am: 15. Okt 2009 00:22 Titel: |
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Das wäre wohl möglich.
Ich erinnere mich, dass uns im Physikunterricht Gymnasium mal erzählt wurde, dass eine Eisenstange zum Kompass gemacht werden kann, indem sie in Nord-Süd-Richtung aufgehängt wird und man ihr mit einem Hammer einen leichten Schlag versetzt. Dadurch würden sich die "Elementar-Magnetchen" (sprich, die Elektronenspins, oder?) entlang der Feldlinien ausrichten. Erst bei genügendem Erwärmen oder beim Fallenlassen der Stange geht diese Magnetisierung wieder weg.
Um die mathematisch nachzuprüfen, ob dadurch tatsächlich eine Kraft ausgeübt wird, bin ich grade zu müde, schaue mir's morgen an.
PS: Pardon, dass ich die Ampère unnötig nachgefragt hab. Lesen bildet. ;-) |
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