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Lorentzschaukel
 
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JC



Anmeldungsdatum: 20.07.2019
Beiträge: 1

Beitrag JC Verfasst am: 20. Jul 2019 14:27    Titel: Lorentzschaukel Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Zwischen den übereinander liegenden Polen eines Hufeisenmagneten befindet sich, an dünnen Stromzufphrungen waagerecht aufgehängt, ein Drtaht aus aluminium (Dichte 2,7*10^3 kg/m^3), welcher im vertikalen Magnetfeld (Flussdichte B=0,08T) frei schwingen kann . Durch den Draht fließt ein Strom der Stromdichte j=10^5 A/m^2. Um welchen Winkel gegenüber der Senkrechten wird die Pendelaufhängung ausgelenkt?

Meine Ideen:
Durch die Lorentzkraft wird die Leiterschaukel zum Magneten hingezogen, da die Leiterschaukel an einem Punkt befestigt wird , ist die Auslenkung nicht nur in x richtung sondern auch in y richtung und gewinnt an potentieller Energie. Wenn man die x und die Y auslenkung hat kannnn man einfach den winkel errechnen.

Mein Ansatz wäre die Lorentzkraft Fl mit der Gewichtskraft Fg gleichzusetzen. Jedoch ist mir unklar wie man von der Dichte und der Stromdichte auf die masse der Leiterschaukel schließen kann außerdem ist zur Berechnung der Lorentzkraft noch die Länge der Leiterschaukel oder die Ladung notwendig.
Danke im Voraus für die Hilfe.
Myon



Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 5836

Beitrag Myon Verfasst am: 20. Jul 2019 15:43    Titel: Antworten mit Zitat

Willkommen hier im Forum

Entscheidend ist das Verhältnis Lorentzkraft/Gewichtskraft. Dieses ist gleich dem Tangens des Auslenkungswinkels.
Die Masse, Länge und Querschnittsfläche des Aluminiumdrahts wird nicht benötigt. Du kannst ja einfach mit den Variablen rechnen und wirst sehen, dass sie sich herausheben. Die Gesamtmasse der Schaukel wird ebenfalls nicht benötigt, da die zuführenden Drähte nach Voraussetzung dünn sein sollen. Ihre Masse kann soll also vernachlässigt werden.
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