Plattenkondensator

pfeffi · Gast

Hallo ihr lieben Physiker, ich hab da wieder mal ne Hausaufgabe auf, die raubt mir den letzten Nerv! Hilfe

Wie geht man denn an solche sachen überhaupt ran?Coloumb?
Ein Elektron durchfliegt einen lutgefüllten Plattenkondensator (d = 5cm , U = 100 V)
mit 10000 m/s parallel zu den Platten (zumindest bei Eintritt).
In welchen Winkel (zu den Platten) verlässt das Elektron den Kondensator?

Wie verändert sich die elektrische Verschiebungsdichte auf der
Oberfläche eines metallisch beschichteten und mit q geladenen
Ballons (r=15 cm), sowie im Abstand von 1 m von seinem
Mittelpunkt, wenn man ihn auf doppelten Durchmesser aufpustet
(die Ladung wird dabei nicht verändert, der Ballon bleibt
immer kugelförmig und platzt nicht)?

Nikolas

zur ersten Aufgabe:
- Du rechnest die Feldstärke aus [E=U/d]
- Du rechnest die Zeit aus, die das e- im Kondensator ist (t=l(muss gegeben sein)/v)

Über

rechnest du die Beschleunigung des e- senkrecht zu den Platten aus.

Per

kennst du die Geschwindigkeit des e- am Kondensatorausgang senrkecht zu den Platten.

Jetzt zeichnest du dir mal diese beiden Geschwindigkeiten hin (eine senkrecht eine waagrecht), bestimmst den resultierenden Geschwindigkeitsvektor. Der Winkel zwischen diesem und der waagrechten ist dein gesuchter Winkel.

Mister S · Anmeldungsdatum: 06.01.2005 Beiträge: 426

Statt Zeichnen kannst du es auch berechnen:

Nikolas

Ich bin jetzt nicht davon ausgegangen, dass er mit dem Geodreieck den letzten Schritt macht Augenzwinkern

pfeffi · Gast

danke leute, aber ich (sie) komme trotzdem nicht so richtig weiter, da keine länge des kondensators gegeben ist. ich habe alles mögliche ausgerechnet (feldstärke usw.) und weiß leider nicht weiter. q ist doch die ladung des teilchens, die habe ich.
falls noch jemand die geduld hätte was die umgestellte formel bedeutet, um die beschleunigung aus zu rechnen. sorry leute, aber ich verstehe die bedeutung der formelzeichen nicht. welche kraft ist auf dem bruchstrich. und welche masse unter dem bruchstrich?
unglücklich

Nikolas

Wenn die Länge des Kondensators nicht gegeben ist, kann man kein eindeutiges Ergebniss angeben. Wenn der Kondensator sehr kurz ist, wird das e- kaum abgelenkt, ab einer bestimmten Länge trifft es auf die positive Platte und kommt gar nicht mehr raus.

Oben auf dem Bruchstrich steht die Elektrische Kraft, die auf das e- durch die geladenen Platten ausgeübt wird, darunter steht die Elektronenmasse.

Gast

danke..., das habe ich mir auch schon überlegt, wenn die platte kurz genug ist, die geschwindigkeit ist ja sehr groß, kann das teilchen fast unabgelenkt wieder raus. wenn ich die länge mit l/4 annehme bekomme ich doch nur etwas in abhängigkeit heraus. unser seminarmensch hat leider schon öfter solche aufgaben gestellt, bei denen ich dachte: da fehlt doch was
naja, trotzdem vielen dank Wink

Nikolas

Habt ihr vielleicht noch eine Grafik aus der man etwas entnehmen kann? Bei solchen Aufgaben ist es häufig so, dass der PPk so lang ist, dass das e- grad noch so an der positiven Platte vorbeirutscht. Daraus könnte man dann die Länge bestimmen und somit auch den Endwinkel.

Gast

Wieso brauchst du eine reale Länge ??

Wenn du keine hast, musst dir eben eine unreale nehmen. Nimm einfach s oder l als Länge des Kondensators ...

pfeffi · Gast

ich bekomme dann einen wert mit hoch minus in den fünfzigern raus, damit kann ich doch keinen winkel berechnen. oder? grübelnd

Nikolas

Wenn wirklich keine Länge ersichtlich ist, kannst du alles mit einer Variablen für die Länge durchziehen, die du so einschrankst, dass sie nur positiv ist und so klein, dass das e- nicht auf der positiven Platte einschlägt.

Mit der kannst du dann einfach alles durchrechnen. Als erstes wirst du dann ein t(l) bekommen, dann ein v_Senkrecht(l) und im Endeffekt ein alpha(l).

Hendrik · Gast

Ja das sind auch meine Aufgaben, in der aufgabenstellung steht, dass l=5cm ist, das steht hier im Forum nicht. Also die Länge ist bekannt!

Hendrik · Gast

Wie gesagt, ich sitz auch gerade an der Aufgabe. Also die Beschleunigung im Kondensator auszurechnen war nicht schwer, ich bekomm a=3,512*10^14 raus.

Doch ich habe eher Probleme die GEschwindigkeiten rauszukriegen. Toxman, du sagst t=v/l und v=a*t. Sind das 2 verschiedene v's? Das erste v, meine bekannte Geschwindigkeit mit der das Elekton durch den Kondensator fliegt und das 2. v die GEschwindigkeit mit der das Elektron nach unten bzw. oben abgelenkt wird?

Dann dazu nur noch eine Frage, wird das elektron in der wagerechten ebenfalls beim Flug durch den Kondensator beschleunigt oder behält es die ursprungsgeschwindigkeit?

Danke im voraus, wäre nett wenn ihr heute abend noch die ein oder andere Zeile schreiben könntet. Bis morgen muss ich das verstanden und zu Papier gebracht haben.

Hendrik

Nikolas

pfeffi · Gast

jungs...,wenn ich mich nochmal einschalten darf?
wir haben heute die auflösung der aufgabe bekommen.
also der winkel berechnet sich laut seminarmensch durch die Fel = E*q/Fg=m(elektr.)*g.
der winkel wäre dann 90°.
tja so einfach.
und toxman, die länge des kondensators hat er beim kopieren der aufgabe verschusselt. hätte also eigentlich gegeben sein sollen(wie du schon sagtest).

grüße Wink

Nikolas

Hendrik · Gast

Doch das kommt hin, Toxman ich hab das mit deinem weg ausgerechnet. Kriege dabei eine senkrechte Geschwindigkeit von v(senk)=1758500000m/s und v(wag)=10000m/s allein durch die riesen Divergenz der Geschwindigkeiten kommt das mit den 90° hin. Also er wird nie genau 90° sein, aber bei mir ist alpha=89,999674° und das sind ja schon so gut wie 90°.

Hoffe ich habe alles richtig gemacht.

Vielen Dank für eure Hilfe.

Hendrik

pfeffi · Gast

ja genau 89,999°. ich dachte, in der physik kann man runden. Augenzwinkern

tan alpha = Fel = E*q(2000V/m*1.6*10^-19C)/Fg =m*g(9,11*10^-31*9.81m/s^2)

alpha=arctan(Fel/Fg)

grüße

pfeffi · Gast

ups..masse elektron in kg, hab ich verschusselt.

Nikolas

Das kann nicht sein.