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samirax1998
Anmeldungsdatum: 04.11.2016
Beiträge: 58
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 samirax1998 Verfasst am: 12. Jan 2017 19:01 Titel: Geschwindigkeitsfelder Beschleunigung Proton |
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Hallo,
ich habe ien kurze frage zur einer aufgabe
mir ist folgendes gegeben:
E= 5,75*10^5 V7m
B= -191,6mT = -191,6*10^-3 T
v= 3,000*10^6 m/s das soll gleich 1,00% c (woher weiss ich dass es genau 1,000c% ist?)c= 3,00*10^8 ich dachte man dividiert aber dann erhalte ich 1*10^14
In welche Richtung wird das Proton abgelenkt wenn es sich doppelt so schnell bewegen würde? Wie groS ist die dabei auf das Protonen wirkende Beschelunigung?
v2= 2*v1 = 2,000%c
ich muss dafür F_el und F_mag berechnen
F-el= q x E -> 9,2*10^-14N
F_mag = q* v x B dafür erhalte ich
1,6*10^-19 * 3,000*10^6 * -191,6*10^-3= -9,2*10^-14
in den lösungens teht aber -1,843*10^-12 N
was habe ich denn hier falsch gemacht?
denn dann braucht man die gesamtkraft (-9,213*10^-14N) und setzt sie hier ein a= F/m
m ist 1,673*10^-27kg
a= -5,508*10^13m/s
ich wäre euch echt dankbar wenn ihr mir beide fragen ebantworten könntet. Danke |
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franz
Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11583
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| franz Verfasst am: 12. Jan 2017 20:49 Titel: |
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Bitte erstmal die komplette Originalaufgabe! |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 12. Jan 2017 23:27 Titel: |
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| samirax1998 hat Folgendes geschrieben: | mir ist folgendes gegeben:
E= 5,75*10^5 V7m
B= -191,6mT = -191,6*10^-3 T
v= 3,000*10^6 m/s |
Es handelt sich offenbar um ein Wiensches Geschwindigkeitsfilter, bei dem B und E senkrecht aufeinander stehen und v senkrecht zu beiden.  und  bilden dabei ein kartesisches Rechtssystem, wobei die Geschwindigkeit beispielsweise in positiver x-Richtung verläuft, die magnetische Flussdichte in negative y-Richtung weist und die elektrische Feldstärke in positive z-Richtung. (Da Du die vollständige Aufgabenstellung verschwiegen hast, muss ich ja irgendetwas annehmen.)
Auf das positiv geladene Proton wirkt die Coulombkraft in Richtung der elektrischen Feldstärke, also in positive z-Richtung und die magnetische Lorentzkraft senkrecht zu Geschwindigkeit und magn. Flussdichte in negative z-Richtung. Elektrische Feldstärke und magnetische Flussdichte sind gerade so gewählt, das sich Coulomb- und Lorentzkraft auf eine Ladung mit einer Geschwindigkeit von 3*10^6 m/s gerade aufheben.
Ist die Geschwindigkeit des Protons doppelt so groß, bleibt die Coulombkraft Fc=q*E unverändert, während sich die magn. Lorentzkraft FL=q*v*B gerade verdoppelt. Das Proton mit 6*10^6 m/s wird also in Richtung der Lorentzkraft, also in negative z-Richtung abgelenkt. Allerdings nur im ersten Moment, denn es wird zwar im ersten Moment in negative z-Richtung abgelenkt, ändert damit aber seine Richtung, so dass Coulombkraft und magn. Lorentzkraft nicht mehr einander entgegengerichtet sind und sich damit die Gesamtkraft auf das Proton ständig ändert. Damit ändert sich laut a=F/m auch ständig die Beschleunigung. Insofern ist die Frage nach der Beschleunigung nicht so einfach zu beantworten, da sie sich ständig verändert. Vermutlich soll aber nur die Beschleunigung im allerersten Moment bestimmt werden oder nur der Anteil der Beschleunigung infolge der magn. Lorentzkraft, nicht aber der Anteil infolge der Coulombkraft.
| samirax1998 hat Folgendes geschrieben: | | v= 3,000*10^6 m/s das soll gleich 1,00% c (woher weiss ich dass es genau 1,000c% ist?)c= 3,00*10^8 ich dachte man dividiert aber dann erhalte ich 1*10^14 |
Wenn ich 3*10^6 durch 3*10^8 dividiere, erhalte ich
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samirax1998
Anmeldungsdatum: 04.11.2016
Beiträge: 58
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| samirax1998 Verfasst am: 14. Jan 2017 23:40 Titel: |
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ich danke dir!
könntest du mir vielleicht sagen, was ich bei der magnetischen Kraft falsch mache? |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 14. Jan 2017 23:59 Titel: |
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| samirax1998 hat Folgendes geschrieben: | | in den lösungens teht aber -1,843*10^-12 N |
Das kann nicht sein, denn da müsste stehen -1,84*10^(-13) N, und das ist die magn. Lorentzkraft bei doppelter Geschwindigkeit. Wenn Du die Beschleunigung berechnen willst, musst Du davon allerdings die Coulombkraft wieder abziehen, so dass Du wieder bei 9,2*10^(-14) N als Gesamtkraft auf das Proton landest. Diese Kraft gilt allerdings nur im allerersten Moment der Ablenkung. |
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