Millikan Experiment | Frage zu Aufgaben

Chris · Gast

Hi,
Hier die Aufgabenstellung:
a)Ein Öltröpfchen (m=3,5*10^-9mg, ro(?)=0,950g/cm³) schwebt zwischen zwei Kondensatorplatten mit dem P.Abstand d=0.5cm bei U=214V.

a)Wie viele Elementarladungen trägt es?
Meine Lösung:
Zustand Schweben = F_g=F_el
m*g*d/u=q
q= 8,022*10^-19
q/e(lementarladung) = 5

b)Mit welcher Geschwindigkeit würde es in Luft (eta=1,828*10^-5 Ns/m²)
OHNE elektrisches Feld sinken?

Mein erster Ansatz:
Zustand: Sinken, Fallen
F_g=F_l(uftwiderstand)
m*g=6pi*eta*r*v

Aber wie hier weiter? schließlich fehlen uns v wie auch r, wie kann man eine davon rausbekommen?

c)Bei welcher Spannung würde es mit der in b) errechneten Geschwindigkeit steigen?

Hoffe jemand kann mir bei den Aufgaben helfen, (kommt gleich noch eine andere)
Vielen Dank im voraus!
Grüße
Chris
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darki · Anmeldungsdatum: 03.10.2005 Beiträge: 236 Wohnort: Gehren

das öltröpfchen sollte man als kugel annehmen können; somit bekommt man das volumen über m=V*rho raus...
bie kugel is V = 4/3*pi*r³ -> da kommt man auf r

und dann nach v umstellen...

und c is ja dann analog zu betrachten wobei dann F_el = F_g + F_l

greetz
DaRkI

//edit: dads Volumen-V sollte ich schon groß schrieben ;-)

Chris · Gast

Wie versprochen, noch eine smile

a)Ein Tröpfchen (m=2,4*10^-12g), q=3e) sinkt langsam in dem Plattenkondensator aus Aufgabe 1 (Angaben: U=250V, d=0,5cm, obere Platte negativ) um 1mm. Wie viel Höhenenergie verliert das Tröpfchen?
Welche Spannung durchläuft es? Um wie viel ändert sich die elektriche Energie im Feld? Niemmt sie zu oder ab? Vergleichen sie die beiden Energieänderungen.

Ansatz:
Höhenenergie: m*g*h=Wl(age)
2,4*10^-15kg*9,81m/s²*0,001m=Wl
Wl=2,3544*10^-17Joule
Kommt mir komisch vor.

Mit dem Rest komme ich nun leider nicht zurecht.
Wesshalb Spannung durchlaufen? Müsste diese zwischen den Kondensatorplatten nicht überall gleich sein?
Elektrische Energie im Feld? Also U/d=E, doch dazu muss sich ja U ändern, wesshalb?

Vielen dank im voraus!
Grüße
Chris

Chris · Gast

Darki: Schonmal vielen dank, diese Volumenformel war mir noch nicht bekannt. (Aufgabe stammte aus einem Unterrichtsfremden Buch)

Grüße
Chris

darki · Anmeldungsdatum: 03.10.2005 Beiträge: 236 Wohnort: Gehren

"spannung durchlaufen" heißt, es wirkte ein teil der gesammtespannung auf das tröpfchen, während es einen teil der gesamtstrecke zurücklegte...

U_wirk/U0 = s_durchlaufen / d

W_lage könnte man vielleicht negativ schreiben, da das tröpchen die potentiell energie verliert... über kinetische muss man sich dank des zusatzes "langsam" keine gedanken machen;

und im prinzip muss die potentielle energie ja irgendwo hin,,, sinnvoll wäre also in dem falle, wenn sie dem feld zugefügt werden würde O.o

interessante idee, ob sie so umsetzbar is und vor allem, wieso das tröpfchen meiner meinung nach auf das feld wirkt,,, das weiß ich grade nich ^^

//edit: noch nen zusatz vergessen... wenn man dann U_durchlaufen hat, dann is die energie des feldes am tröpfchen E = U*q ...
da die bewegung gegen die spannung abläuft, muss diese energie dem feld zugefügt werden;
kann mir jemand sagen, ob sich das auf die spannung des kondensators auswirkt? O.o

Nikolas

darki · Anmeldungsdatum: 03.10.2005 Beiträge: 236 Wohnort: Gehren

ahso ja.. e is ja negativ...
und wenn die platte oben negativ is... klar ;-)
kondensator beschleunigt das teilchen zusätzlich...
-> E geht in Ekin vom teilchen O.o
naja, wie auch immer ^^

also, dann nehme ich alles zurück und behaupte das gegenteil ;-)

Chris · Gast

uhm

Also erstmal vielen dank für die extrem schnelle Antwort!

Werde das gleich weiter durchgehen, allerdings Frage ich mich gerade (peinlich Augenzwinkern

) wie ich ro =0,950g/cm³ auf kg/m³ bekomme..

Grüße
Chris

darki · Anmeldungsdatum: 03.10.2005 Beiträge: 236 Wohnort: Gehren

eigentlich müsste man diese frage mit ignoranz quittieren ^^

g/cm³ = kg * 10^(-3) / ( m * 10^(-2) )³ ) = kg * 10^(-3)/ (m³*10^(-6))

= kg/m³*10³ ---> 950kg/m³

Chris · Gast

Ich stehe aufm Schlauch =/

Wie kommst du von
kg * 10^(-3)/ (m³*10^(-6))

auf
= kg/m³*10³

Vielleicht so:?
=kg*10^(-3)*m³*10^(6) , somit addition beider variablenpotenzen=+3?

Grüße
Chris

darki · Anmeldungsdatum: 03.10.2005 Beiträge: 236 Wohnort: Gehren

nicht nur vielleicht ;-)
wobei aber des m noch untern bruchstrich müsse... ganz klar ;-)

man könnte auch (-3) - (-6) = 3 ;-)

Chris · Gast

zu 1c)
Um dies zu berechnen wird Q benötigt. Meiner Ansicht nach sollte Q innerhalb dieses Feldes konstant bleiben, d.h. ich müsste die errechnete Ladung aus der vorigen Teilaufgabe nehmen können, korrekt?

Grüße
Chris

dachdecker2

Ich hab den Thread nur überflogen Augenzwinkern

... aber ich vermisse irgendwie die Berücksichtigung der Auftriebskraft des Tröpfchens. Man sollte auf jeden Fall mal durchrechnen, ob sie denn vernachlässigbar ist, wenn man sie nicht berücksichtigt.

darki · Anmeldungsdatum: 03.10.2005 Beiträge: 236 Wohnort: Gehren

macht man millikanversuch nich in nem vakuum?...
das hieße, das tröpfchen verdrängt keine (luft-)teilchen und hat keinen statuschen auftrieb