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Ein paar Aufgaben zum Überprüfen, Ergänzen/Erklären
 
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Sirrichard



Anmeldungsdatum: 13.09.2016
Beiträge: 14

Beitrag Sirrichard Verfasst am: 11. Okt 2016 17:31    Titel: Ein paar Aufgaben zum Überprüfen, Ergänzen/Erklären Antworten mit Zitat

Aufgaben sind im Anhang:

Zu Aufgabe 1:
i) weiß ich nicht
ii) weiß ich nicht
iii) = +
iv) x
v) ist eine skizze
Vi) es gilt: = und

Fall 1: Spannungquelle ist nicht abgeklemmt -> U ist Konstant.
also mit somit gilt mit halben Abstand nun
=
mit folgt:
also ist verhältnis

Fall 2: spannung ist abgeklemmt also Q= Konstant:

Mit und folgt, -da sich die Kapazität verdoppelt (bei halbieren des Abstandes), dass sich halbieren muss- (da Konstant).

somit ist

Vii) 1) welche Ladungen Tragen zum fluss durch die Fläche bei?
Nur die Punkte die auch wirklich durch die Fläche gehen. (Frage Zählt der Rand mit)
2) Welche Ladungen tragen zum E_Feld Im Punkt P bei ?
Alle Punkte.


Aufgabe 2:

a) Geben Sie die Kraft F(x) auf die rechte Ladung an.
(Frage kann ich das auch einfacher machen oder muss ich das so machen)

ich sage Oben ist , Unten ist und rechts ist wobei und beide positiv sind und negativ geladen aber alle vom betrag her gleich sind.
Es gilt :
=>
also

ich setze und



b)wenn x>>a dann gilt:


also für x>>a Verhält sich ~


Aufgabe 3:

a) Delta E(r) = E_0(r)-E_1(r) für die Fälle:
i) r<R_0
ii) r>R_1

zu i) Delta E(r) = E_0(r)-E_1(r) = 0-0=0 da im inneren der Hohlkugel kein Feld herrscht.

zu ii)

Es gilt: geschlossenes Integral
also:

Delta E(r) = E_0(r)-E_1(r) = -
=

also: wenn Gauskugel innerhalb der Hohlkugel ist, ist keine Ladung in der Gauskugel da ja die Ladung auf der Hülle sitzt. -> E =0
Ist ladung innerhalb der Gauskugel d.g.
<=>

zu b)



[mit R_1 = 3*R_0 folgt]
= =.....=


zu Aufgabe 4:

Zwei leitende Kugeln sind über einen dünnen, langen Draht miteinander Verbunden. Die erste Kugel habe die Ladung q_1 und den Radius R_1 , Die zweite Kugel die Ladung q_2 und Radius R_2. geben Sie die Verhältnisse an:
a)
b)
c) an Kugelöberfläche (keine überlagerung der E-Felder)

zu a)

also:

zu b)
Es gilt :
also
= ...(mit ).. =

zu c)

---->(mit q_1 =q_2)folgt:


Aufgabe 6

a)Berechnen sie den Fluss durch die Leiterschleife
b) Berechnen sie

zu a)


z setze ich als länge der schiene


es gilt :
da die geschwindigkeit gleichbleibend ist

somit ist


zu b)

wobei und mit und und


ich hoffe und freue mich auf eure Korrektur und rückmeldungen!



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GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861

Beitrag GvC Verfasst am: 11. Okt 2016 19:31    Titel: Antworten mit Zitat

Zu Aufgabe 2)
Sirrichard hat Folgendes geschrieben:
Frage kann ich das auch einfacher machen ...


Ja.

1. Wie Du selber sagst, snd alle drei Ladungen betragsmäßig gleich groß. Das solltest Du bei der Rechnung berücksichtigen.

2. Nutze die Symmetrieeigenschaften der gegebenen Anordnung. Danach sind die Kräfte infolge q1 und q2 betragsmäßig gleich groß. Es genügt also, einfach mit Beträgen zu rechnen, die Richtung ergibt sich automatisch, denn die Horizontalkomponenten der beiden Kräfte heben sich auf. Übrig bleiben die Vertikalkomponenten (senkrecht nach oben), deren Summe ist


mit


Einsetzen:



Zu Aufgabe 3)
Richtig.

Zu Aufgabe 4)
Prinzipiell richtig. Allerdings setzt Du in b) und c) ungerechtfertigterweise beide Ladungen gleich, obwohl Du in a) bereits herausbekommen hast, dass sie das nicht sind. Setze also das in a) ermittelte Ladungsverhältnis in b) und c) ein.

Speziell zu b)
Es ist zwar richtig, dass



ist. Wenn die Ladung aber gleichmäßig auf der Oberfläche verteilt ist, gilt



Also



Dabei sind A1 und A2 die Kugeloberflächen der Kugeln mit den Radien R1 und R2.

Zu Aufgabe 6)
Die ist prinzipiell falsch, denn Du bist davon ausgegangen, dass die magnetische Flussdichte in der Leiterschleife konstant ist. Tatsächlich nimmt sie aber mit zunehmendem Abstand vom stromdurchflossenen Leiter ab.
Sirrichard



Anmeldungsdatum: 13.09.2016
Beiträge: 14

Beitrag Sirrichard Verfasst am: 12. Okt 2016 18:00    Titel: Antworten mit Zitat

GvC hat Folgendes geschrieben:


Zu Aufgabe 6)
Die ist prinzipiell falsch, denn Du bist davon ausgegangen, dass die magnetische Flussdichte in der Leiterschleife konstant ist. Tatsächlich nimmt sie aber mit zunehmendem Abstand vom stromdurchflossenen Leiter ab.


mir ist irgendwie nicht ganz klar wie ich das dann rechnen soll? kannst du mir das genauer erläutern ?
schnudl
Moderator


Anmeldungsdatum: 15.11.2005
Beiträge: 6979
Wohnort: Wien

Beitrag schnudl Verfasst am: 12. Okt 2016 18:02    Titel: Antworten mit Zitat

@Sirrichard

Bitte unterteile in Zukunft deine Fragen und gib nicht eine bunt gemischte Aufgabenliste in einem Guss in das Forum.

_________________
Wenn du eine weise Antwort verlangst, musst du vernünftig fragen (Goethe)
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861

Beitrag GvC Verfasst am: 13. Okt 2016 01:09    Titel: Antworten mit Zitat

Zu Aufgabe 6

Sirrichard hat Folgendes geschrieben:
mir ist irgendwie nicht ganz klar wie ich das dann rechnen soll? kannst du mir das genauer erläutern ?


Wende den Durchflutungssatz an. Danach ist die magnetische Erregung (Feldstärke) im Abstand r vom stromdurchflossenen Leiter



und die Induktion (magnetische Flussdichte)



Der magnetische Fluss ist bekanntermaßen



In der vorliegenden Aufgabe erstreckt sich der Abstand vom Leiter von x bis x+L. Also


mit


Demnach ergibt sich der Fluss zu



Dabei ist die horizontale Ausdehnung der Leiterschleife zeitabhängig, was erst bei der Bestimmung der induzierten Spannung relevant wird, da die als zeitliche Ableitung des Flusses berechnet wird.



Damit wird der Fluss



Das Integral wirst Du selber ausrechnen können (ein bisschen Eigenarbeit wird man Dir zumuten dürfen).

Auch die Ableitung nach der Zeit wirst Du selber ausrechnen können, oder?

Da Du keine positive Richtung für die induzierte Spannung vorgegeben hast, brauchst Du auch nur ihren Betrag zu bestimmen. Wenn Du allerdings das Induktionsgesetz mit positivem oder negativem Vorzeichen anwendest, müsstest Du dazu sagen, für welche Spannungsrichtung das jeweilige Vorzeichen gilt. Der Betrag ist jedenfalls

Sirrichard



Anmeldungsdatum: 13.09.2016
Beiträge: 14

Beitrag Sirrichard Verfasst am: 13. Okt 2016 16:43    Titel: Antworten mit Zitat

ich danke dir GvC!

Dank deiner Antwort konnte ich jetzt das "Problem" Leiterschleife nun deutlich besser verstehen.
natürlich ist das integral (mithilfe log) sowie die zeitliche ableitung kein problem.

Deine Erklärung hat mir sehr sehr viel weiter geholfen!
ich möchte mich noch mal bedanken das du immer Hilfreiche und leicht verständliche antworten lieferst!
ich muss unbedingt mehr aufgaben bzgl. der Leiterschleife lösen um Erfahrung zu sammeln und ohne großes nachdenken solche Aufgaben lösen zu können.
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