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R0Li84
Anmeldungsdatum: 16.04.2006
Beiträge: 11
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 R0Li84 Verfasst am: 19. Apr 2006 15:14 Titel: Schwebender Öltropfen innerhalb eines Kondensators |
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Ich habe schon wieder eine Aufgabe, bei der ich nicht weiter komme.
Es geht um einen Öltropfen innerhalb eines Kondensators.
(Die Aufgabe ist im Anhang, ich hoffe man kann es lesen).
Mein Überlegung soweit:
Auf den Tropfen wirkt die eine Elektrische Kraft (Fel) nach oben.
Ebenso wirkt auf den Tropfen die Gewichtskraft (Fg) nach unten.
Fel muss dabei größer sein, als Fg - also zieht es den Tropfen nach oben.
(Fres ist somit auch ein Pfeil nach oben, aber kleiner als Fel; bzw. Fres = Fel - Fg)
So, dann weiter: Mit meiner Überlegung brauch ich auf jeden Fall die Beschleunigung a.
Kann ich die mir mit der Formel s = 1/2 at^2 ausrechnen?
Wobei s = 1/2*d (da der Tropfen ja schon in der Mitte ist).
Wenn es soweit stimmt hätte ich dann a.
Weiter habe ich mir überlegt, dass ja normalerweise gilt:
Fa = Fel
Aber hier spielt ja die Gewichtskraft auch noch mit, oder nicht?
(Auftriebskräfte können vernachlässigt werden, aber die Gewichtskraft ist ja keine Auftriebskraft).
Also müsste der Ansatz so aussehen:
Fa = Fres
bzw.
Fa = Fel - Fg
Wenn ich das alles ausrechne komme ich auf q = 8,15 * 10^-19 C
Ich glaube aber nicht, dass es stimmt.
Wäre nett, wenn mir jemand erklären könnte, auf was ich bei solchen Aufgaben (mit dem Öltröpfchen) aufpassen muss.
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Nikolas
Ehrenmitglied
Anmeldungsdatum: 14.03.2004
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| Nikolas Verfasst am: 19. Apr 2006 15:34 Titel: |
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| Zitat: | | Ich glaube aber nicht, dass es stimmt. |
Und warum? Ich sehe keinen Fehler in deiner Argumentation und das Ergbeniss hat auch die richtige Größenordnung, von da her dürfte es stimmen.
Diese Methode ist auch nicht sehr genau. Eigentlich ist die Luftreibung so groß, dass der Tropfen nach einer kurzen Beschleunigungsphase sich mit konstanter Geschwindigkeit bewegt, die dann gemessen wird.
In der Wikipedia findest du unter dem Stichwort Millikan-Versuch sicher noch die passenden Herleitungen.
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schnudl
Moderator
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| schnudl Verfasst am: 19. Apr 2006 15:41 Titel: |
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Ich habe auch keinen Fehler feststellen können.
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R0Li84
Anmeldungsdatum: 16.04.2006
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| R0Li84 Verfasst am: 19. Apr 2006 15:50 Titel: |
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Kann es sein, dass man Fg einfach vernachlassen kann?
Ich meine nämlich, dass wir Fg in der Schule nicht mit einberechnet haben.
Aber welche Kraft würde dann auf den Tropfen nach unten wirken?
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Nikolas
Ehrenmitglied
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| Nikolas Verfasst am: 19. Apr 2006 15:56 Titel: |
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| Zitat: | | Kann es sein, dass man Fg einfach vernachlassen kann? |
Rechne es doch einfach aus. Rechne einmal Die Gravitationskraft aus und einmal die elektrische Kraft. Wenn die beiden Kräfte halbwegs gleich groß sind, darfst du nicht einfach eine weglassen.
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R0Li84
Anmeldungsdatum: 16.04.2006
Beiträge: 11
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| R0Li84 Verfasst am: 19. Apr 2006 17:32 Titel: |
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Wir haben mit einem einfachen Elektron gerechnet.
Also ner winzig kleinen Masse.
Daher war die Gewichtskraft wohl zu vernachlässigen.
Ist mir auch gerade eben gekommen.
Hier macht es auch nicht unbedingt viel aus, aber so ist es genauer! 
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Nikolas
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| Nikolas Verfasst am: 19. Apr 2006 17:41 Titel: |
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Öhm. Stopp.
Wo hast du mit der Masse eines Elektrons gerechnet? Bei diesem Versuch ist die Masse eines Elektrons recht unwichtig und kann auch nicht bestimmt werden. Die Masse die hier interessant ist, ist die des Öltropfens.
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schnudl
Moderator
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| schnudl Verfasst am: 19. Apr 2006 18:20 Titel: |
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wenn man zB den mittleren Tabelleneintrag nimmt, so hat dieser laut Rechnung eine Ladung von ziemlich genau 5 elektronen.
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R0Li84
Anmeldungsdatum: 16.04.2006
Beiträge: 11
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| R0Li84 Verfasst am: 19. Apr 2006 19:12 Titel: |
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Ne, ich habe die Aufgabe natürlich mit der Masse des Öltropfens gerechnet. Mir ist trotz meiner 4 in Physik klar, dass in dem Tropfen eine Ladung "influziert" wird, und er bevor er in den Kondensator kommt keine Ladung trägt. 
Die Aufgabe war ne andere, wir mussten irgendwie die Ladung eines Elektrons bestimmen - daher haben wir mit der Masse eines Elektrons gerechnet und die Gewichtskraft vernachlässigt.
Was ich meinte, ist das auch hier die Gewichtskraft unter umständen vernachlässigt werden könnte, da sie im Verhältnis zu Fel sehr gering ausfällt. (Was auch klar sein dürfte, bei der hohen Spannung und der niedrigen Masse).
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Nikolas
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| Nikolas Verfasst am: 19. Apr 2006 20:08 Titel: |
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| Zitat: | | Was ich meinte, ist das auch hier die Gewichtskraft unter umständen vernachlässigt werden könnte, da sie im Verhältnis zu Fel sehr gering ausfällt. (Was auch klar sein dürfte, bei der hohen Spannung und der niedrigen Masse). |
Zeig doch mal deine komplette Rechnung.
Ich komm hier auf
Bei diesem Verhältniss darfst du die Gewichtskraft nicht einfach vernachlässigen.
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