Proton in Magnetfeld

Mohrau. · Gast

Meine Frage:
Kann das einer für mich korrigieren?
(Ich weiß nicht wie ich Bilder reinstelle)

Ein Proton (m=1,67*10^-27kg) beschreibt in einem homogenen Magnetfeld mit B=0,035T eine Schraubenbahn mit r=6,8m. Die Richtung der Geschwindigkeit und des Magnetfelds schließen den Winkel 67Grad.
a) berechnen Sie die Betröge vs und vp der Komponenten senkrecht bzw. parallel zu den Feldinien und den Betrag der Einschussgeschwindigkeit. (Meine Lösung: v= 58431224,28m/s. vs = 22830898,2. vp = 53786225,55. WAHRSCHEINLICH FALSCH)

b) berechnen sie die Umlaufzeit sowie Ganghöhe der Schraubenbahn ( KANN HIER EINER HELFEN?)

c) Berechnen Sie die Spannung mit der das Proton beschleunigt wurde.

KÖNNTE MIR BITTE EINER DABEI HELFEN

Meine Ideen:
Eigene Ideen stehen oben

elbilo · Anmeldungsdatum: 12.02.2018 Beiträge: 152

Für b), die Umlaufzeit kannst du bestimmen, indem du erstmal die Strecke bestimmst, die das Proton bei jeder „Runde” zurücklegt.

Für c), wenn du die Geschwindigkeit des Protons kennst, kannst du durch Energieerhaltung auf die Beschleunigungsspannung kommen.

Hilft das erstmal?

PS.: Am besten schreibst du auch noch deinen Lösungsweg dazu, damit man den Fehler, sollte einer vorhanden sein, lokalisieren kann.

Mohrau1 · Anmeldungsdatum: 25.02.2018 Beiträge: 9

stimmt a)?

Habe vs mit vs = reB/m berechnet dann damit
v= vs/(cos67)
Und dann
Vp = vsin67

Hab aber das Gefühl, dass das falsch ist.

Myon · Anmeldungsdatum: 04.12.2013 Beiträge: 5852

vs stimmt ungefähr (ich erhalte etwa 22797 km/s. Das Problem ist hier höchstens , dass man bei der grossen Geschwindigkeit schon fast relativistisch rechnen müsste.

Aber wieso rechnest Du v=vs/cos(..)? Für die senkrechte Komponente vs gilt doch vs=v*sin(67°)...

PS: Die Abweichung kommt vielleicht daher, dass ich mit einem genaueren Wert der Protonenmasse gerechnet habe.

Mohrau1 · Anmeldungsdatum: 25.02.2018 Beiträge: 9

Soweit ich mich richtig erinnere steht die Gleichung so in meinem Buch.

Myon · Anmeldungsdatum: 04.12.2013 Beiträge: 5852

Es ist jedenfalls nicht richtig. Der Geschwindigkeitsbetrag (der gleich der Einschussgeschwindigkeit ist), ist

v=vs/sin(67°)

Die zum Magnetfeld parallele Geschwindigkeitskomponente ist damit

vp=v*cos(67°)=vs/tan(67°)

Zum Aufgabenteil b):
Die Bewegung des Protons kannst Du als Kreisbewegung in einer Ebene senkrecht zum Feld, überlagert mit einer Bewegung parallel zum Feld sehen. Die Kreisbewegung erfolgt mit der Geschwindigkeit vs. Für die Umlaufzeit T gilt somit

vs*T=2*pi*r

Mohrau1 · Anmeldungsdatum: 25.02.2018 Beiträge: 9

Du hast glaub ich Vs und Vp vertauscht

Myon · Anmeldungsdatum: 04.12.2013 Beiträge: 5852

Sicher ist möglich, dass ich etwas missverstehe oder mich irre, aber ich glaube nicht. Wieso denkst Du?

Angegeben ist der Winkel zwischen der Geschwindigkeit und dem Magnetfeld. Sind z.B. die Geschwindigkeit und das Magnetfeld parallel, ist der Winkel=0 und vp=v*cos(0)=v.

Mohrau1 · Anmeldungsdatum: 25.02.2018 Beiträge: 9

Hm, macht soweit ich es verstehe alles Sinn was du schreibst. Dann ist es wohlmögich ein Fehler im Buch.