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Nachricht |
Tim²
Anmeldungsdatum: 30.09.2014
Beiträge: 1
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 Tim² Verfasst am: 30. Sep 2014 14:45 Titel: Plattenkondensator - Schwebende Kugel |
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Meine Frage:
Bearbeitet Sie dazu die folgende Beispielaufgabe:
Unsere im Unterricht verwendeten Spannungsquellen liefern maximal 25000 V. In einem Plattenkondensator soll das Feld möglichst homogen sein, daher darf der Plattenabstand nicht zu groß gewählt werden. Nehmen wir also d = 5 cm an. Typische Ladungen auf Kugeln besitzen die Größenordnung q = 100 nC. Welche Masse dürfte eine solche ladungstragende Kugel besitzen, damit sie in einem waagerecht liegenden Plattenkodensator bei geeigneter Polung schweben könnte?
Meine Ideen:
Eine Feldstärke ist keine Kraft; das Feld kann für sich existieren und stellt eine Eigenschaft des Raumes dar: es ist ein Energiespeicher. Also: Rechenansätze, die auf E = F beruhen, sind falsch! - Allerdings habe ich momentan keine weiteren Infos was das Thema angeht. Wir sollen mit dem klarkommen, was wir haben. Aber mit der Tatsache, dass jeder Ansatz mit E=F falsch ist, ist mein Wissen erschöpft... -.-
In den meisten Fällen genügt ein Denkanstoß.
Vielen Dank |
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schnudl
Moderator
Anmeldungsdatum: 15.11.2005
Beiträge: 6979
Wohnort: Wien
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| schnudl Verfasst am: 30. Sep 2014 16:18 Titel: |
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???
_________________
Wenn du eine weise Antwort verlangst, musst du vernünftig fragen (Goethe) |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 30. Sep 2014 16:36 Titel: |
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| Tim² hat Folgendes geschrieben: | | das Feld kann für sich existieren und stellt eine Eigenschaft des Raumes dar: |
... es kann aber nur durch die Kraft auf eine elektrische Ladung nachgewiesen werden. Die elektrische Feldstärke ist definiert als
siehe Beitrag von schnudl. |
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franz
Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11583
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| franz Verfasst am: 01. Okt 2014 01:28 Titel: |
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NB Das mit dem Schweben ist vermutlich nicht ganz wörtlich gemeint. |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 01. Okt 2014 12:56 Titel: |
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| franz hat Folgendes geschrieben: | | NB Das mit dem Schweben ist vermutlich nicht ganz wörtlich gemeint. |
Nein? Wie denn dann? |
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franz
Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11583
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| franz Verfasst am: 01. Okt 2014 22:46 Titel: |
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Ein Schweben ist ja selbst bei Millikan nicht ganz unproblematisch. Hier halte ich es für unrealistisch (oder?) und denke deshalb, daß nichts weiter als das Gleichgewicht der zwei angesprochenen Kräfte gemeint ist. |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 02. Okt 2014 09:14 Titel: |
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| franz hat Folgendes geschrieben: | | Ein Schweben ist ja selbst bei Millikan nicht ganz unproblematisch. Hier halte ich es für unrealistisch (oder?) und denke deshalb, daß nichts weiter als das Gleichgewicht der zwei angesprochenen Kräfte gemeint ist. |
Und das bedeutet nun mal "Schweben". Dass es im Millikan-Versuch schwierig ist, ein einzelnes schwebendes Teilchen zu entdecken, liegt daran, dass alle Tröpfchen unterschiedliche Ladung und Masse haben (können), wobei die Ladungsunterschiede z.T. sehr sehr klein sein können, im Extremfall 1,6*10^(19) As. Im vorliegenden Fall wird jedoch von einer definierten Masse und Ladung ausgegangen. Wenn in diesem Zusammenhang das "Schweben" nicht wörtlich gemeint sein sollte, wäre auch der Ansatz mit dem Kräftegleichgewicht nicht sinnvoll, denn "nicht schweben" bedeutet "kein Kräftegleichgewicht". Dann könnte man sich die ganze Rechnung sparen. |
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franz
Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11583
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| franz Verfasst am: 02. Okt 2014 12:18 Titel: |
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Nicht von einem (allgemeinen) "Kräftegleichgewicht", sondern von der Vermutung des Gegenteils schrieb ich. Aber vielleicht kennt jemand ein reales Beispiel - außerhalb des Millikan-Versuchs? Ansonsten war's das. :-) |
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Jayk
Anmeldungsdatum: 22.08.2008
Beiträge: 1450
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| Jayk Verfasst am: 02. Okt 2014 13:06 Titel: |
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| GvC hat Folgendes geschrieben: | | wobei die Ladungsunterschiede z.T. sehr sehr klein sein können, im Extremfall 1,6*10^(19) As. |
-19.
Beim Millikan-Versuch spielt auch Stokessche Reibung eine Rolle.
| GvC hat Folgendes geschrieben: |
Die elektrische Feldstärke ist definiert als
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"ist definiert als". Aha.
| Lew D. Landau hat Folgendes geschrieben: |
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Wie Tim² sagte: Eine Feldstärke gibt es auch ohne geladene Teilchen. Jedenfalls ist das die Hypothese. Doch ich höre den Existenztheoretiker kommen...
| Zitat: |
Eine Feldstärke ist keine Kraft; das Feld kann für sich existieren und stellt eine Eigenschaft des Raumes dar: es ist ein Energiespeicher. Also: Rechenansätze, die auf E = F beruhen, sind falsch! - Allerdings habe ich momentan keine weiteren Infos was das Thema angeht. Wir sollen mit dem klarkommen, was wir haben. Aber mit der Tatsache, dass jeder Ansatz mit E=F falsch ist, ist mein Wissen erschöpft... -.- |
Das ist zwar richtig...
| Tim² hat Folgendes geschrieben: | | Typische Ladungen auf Kugeln besitzen die Größenordnung q = 100 nC. Welche Masse dürfte eine solche ladungstragende Kugel besitzen, damit sie in einem waagerecht liegenden Plattenkodensator bei geeigneter Polung schweben könnte? |
... doch die Antwort auf die Frage, ob ein Teilchen mit Masse m und Ladung q dort schwebt, ist keineswegs von diesem unabhängig. |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 02. Okt 2014 14:33 Titel: |
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| Jayk hat Folgendes geschrieben: | | GvC hat Folgendes geschrieben: |
Die elektrische Feldstärke ist definiert als
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"ist definiert als". Aha. |
Was gefällt Dir daran nicht?
| Wikipedia hat Folgendes geschrieben: | Die physikalische Größe elektrische Feldstärke beschreibt die Stärke und Richtung eines elektrischen Feldes, also die Fähigkeit dieses Feldes, Kraft auf Ladungen auszuüben. Sie ist ein Vektor und ist in einem gegebenen Punkt definiert durch
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| Jayk hat Folgendes geschrieben: | | Wie Tim² sagte: Eine Feldstärke gibt es auch ohne geladene Teilchen. |
Das hat Tim² zwar nicht gesagt, aber sei's drum ...
Wie ich bereits sagte:
| GvC hat Folgendes geschrieben: | | ... es [das Feld] kann aber nur durch die Kraft auf eine elektrische Ladung nachgewiesen werden. |
Vielleicht sollte man an dieser Stelle hinzufügen, dass die Ursache eines elektrischen Feldes immer eine elektrische Ladung ist. Die Aussage, dass es ein elektrisches Feld auch ohne geladene Teilchen gebe ist nur insofern richtig, als ein elektrisches Feld in einem bestimmten Raumgebiet auch ohne das Vorhandensein elektrischer Ladungen in diesem Raumgebiet existieren kann. |
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