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aaabbb
Anmeldungsdatum: 26.09.2013
Beiträge: 509
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 aaabbb Verfasst am: 17. März 2014 16:50 Titel: Aufgabe zu Magnetismus und elektrisches Feld |
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Wie schnell werden Elektronen, wenn sie auf einer Strecke von 1,00 cm die Spannung 2,00 kV längs der Feldlinien eines homogenen Felds durchlaufen?
Wie groß ist ihre Beschleunigung, wie lange wirkt sie?
Welche Flussdichte braucht man um diese Elektronen dann auf einen Kreis von 10,5 cm Radius zu zwingen?
Hallo, ich hab 2 kurze Fragen dazu.
1. Werden die Elektronen immer gleich schnell, egal wie weit sie fliegen?
Denn die Formel dazu ist: v=sqrt(e*U*2/m)
2. Meint man mit der Flussdichte die elektrische oder magnetische Flussdichte?
Bei der magn. wäre der Ansatz dann ja so:
r=v/(B*q/m)
Wie ist der Ansatz bei der elektrischen F. ?
Das wars auch schon 
Danke für eure Antworten. |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 17. März 2014 17:00 Titel: |
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| aaabbb hat Folgendes geschrieben: | 1. Werden die Elektronen immer gleich schnell, egal wie weit sie fliegen?
Denn die Formel dazu ist: v=sqrt(e*U*2/m) |
Wenn sie auf diesem beliebig langen Weg immer dieselbe Potentialdifferenz durchfliegen, ja. Außerdem muss ihre Anfangsgeschwindigkeit Null sein.
| aaabbb hat Folgendes geschrieben: | | 2. Meint man mit der Flussdichte die elektrische oder magnetische Flussdichte? |
Die Elektronen sollen laut Aufgabenstellung auf eine Kreisbahn gezwungen werden. Welche Bahn würden sie durchlaufen, wenn sie einem elektrischen Feld ausgesetzt würden? Welche in einem magnetischen Feld? Nimm in beiden Fällen an, dass das Feld senkrecht zur Bewegungsrichtung wirkt. |
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aaabbb
Anmeldungsdatum: 26.09.2013
Beiträge: 509
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| aaabbb Verfasst am: 17. März 2014 17:06 Titel: |
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Ach, im elektrischen Feld eine Parabel und im mag. Feld ein Kreis.
Richtig?
Wie rechne ich da jetzt die neue Beschleunigung aus?
Ich hätte gedacht mit v=sqrt(2*a*s).
Aber muss ich jetzt für s den Umfang des Kreises einsetzen? |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 17. März 2014 17:29 Titel: |
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Die Aufgabenstellung verlangt von Dir die Berechnung der Beschleunigung auf der geraden Strecke der Geschwindigkeitsaufnahme, nicht die auf der Kreisbahn. |
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aaabbb
Anmeldungsdatum: 26.09.2013
Beiträge: 509
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| aaabbb Verfasst am: 17. März 2014 17:48 Titel: |
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Ja, aber die Aufgabe hat noch eine Fortsetzung:
Welche Flussdichte braucht man um diese Elektronen dann auf einen Kreis von 10,5 cm Radius zu zwingen? Wie groß ist jetzt die Beschleunigung? Worin unterscheidet sich diese Beschleunigung von der in (a) betrachtet? Wie lange dauert ein Umlauf auf der Kreisbahn? |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 17. März 2014 18:00 Titel: |
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Ich habe mich lediglich auf die von dir wiedergegebene Aufgabenstellung bezogen. Dass die tatsächliche Aufgabenstellung eine andere ist, kann ja keiner wissen, der nicht hellseherisch begabt ist.
Zu Deiner eigentlichen Frage folgender Hinweis: Beschleunigung bedeutet Geschwindigkeitsänderung. Deshalb die Gegenfrage: Wie ändert sich die Geschwindigkeit auf der Kreisbahn? |
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aaabbb
Anmeldungsdatum: 26.09.2013
Beiträge: 509
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| aaabbb Verfasst am: 17. März 2014 18:05 Titel: |
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Ja, sry hätte ich vielleicht vorher erwähnen sollen
Auf der Kreisbahn ändert sich doch die eigentliche Geschwindigkeit nicht.
Das Elektron wird nur zum Kreismittelpunkt hin beschleunigt. (Zentripetalkraft) |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 17. März 2014 18:07 Titel: |
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Worin unterscheidet sich also die Kreisbeschleunigung von der geradlinigen? |
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aaabbb
Anmeldungsdatum: 26.09.2013
Beiträge: 509
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| aaabbb Verfasst am: 17. März 2014 18:32 Titel: |
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Pu, in der Richtung und in der Größe.
Ich stehe gerade auf dem Schlauch  .
Edit: muss ich vielleicht die Lorentzkraft als Ansatz nehmen.
Die ist ja theoretisch die Zentripetalkraft, also F=q*B*v
Dann nur F=m*a mit der oberen Formel gleichsetzen und nach a auflösen.
Dann noch einsetzen und fertig (v ist hier ja die zu Beginn der Aufgabe gerechnete Geschwindigkeit des Elektrons)
Wäre das so richtig? |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 17. März 2014 19:16 Titel: |
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Ich denke es geht hier nicht um den Betrag der beiden Beschleunigungen. Denn die geradlinige Beschleunigung hat mit der Kreisbeschleunigung nur sehr bedingt etwas zu tun. Es geht hier wohl mehr um den prinzipiellen Unterschied. Eines ist ja wohl sicher: Der Betrag der Beschleunigung ist in beiden Fällen konstant. Worin aber unterscheiden sie sich? |
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aaabbb
Anmeldungsdatum: 26.09.2013
Beiträge: 509
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| aaabbb Verfasst am: 17. März 2014 19:37 Titel: |
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Ja, die im Kreis ändert ihre Richtung ständig.
Würde mein Rechnungsansatz so passen? |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 17. März 2014 19:44 Titel: |
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| aaabbb hat Folgendes geschrieben: | | Würde mein Rechnungsansatz so passen? |
Wenn Du diesen Ansatz meinst:
| aaabbb hat Folgendes geschrieben: | muss ich vielleicht die Lorentzkraft als Ansatz nehmen.
Die ist ja theoretisch die Zentripetalkraft, also F=q*B*v
Dann nur F=m*a mit der oberen Formel gleichsetzen und nach a auflösen.
Dann noch einsetzen und fertig |
muss ich erstmal fragen, woher Du die Flussdichte B kennst, die solltest Du doch berechnen. Wie hast Du das gemacht? (Vielleicht habe ich ja was übersehen). |
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aaabbb
Anmeldungsdatum: 26.09.2013
Beiträge: 509
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| aaabbb Verfasst am: 17. März 2014 19:49 Titel: |
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Ja, die habe ich schon berechnet, aber nicht gepostet.
B=m*v/(r*q) |
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aaabbb
Anmeldungsdatum: 26.09.2013
Beiträge: 509
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| aaabbb Verfasst am: 18. März 2014 19:03 Titel: |
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Ich habe heute die Lösung bekommen.
Der Ansatz war so richtig und der Unterschied zwischen den beiden Beschleunigungen liegt vorallem darin, dass bei der Zentripetalkraft keine Arbeit verrichtet wird.
Vielen Dank für deine hilfreiche und verständliche Antwort.
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