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OzziT
Anmeldungsdatum: 11.02.2020
Beiträge: 3
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 OzziT Verfasst am: 11. Feb 2020 11:59 Titel: Ladung an einer Feder im Kondensator |
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Hi Physiker,
Ich habe eine Aufgabe, die ziemlich leicht erscheint aber mich trotzdem zum stutzen bringt. Könnt ihr mir Abhilfe schaffen:
Ein Kondensator hat den Plattenabstand d=10cm und die Spannung U=1V.
Im Zwischenraum herrsche ein homogenes elektrisches Feld.
An der oberen Kondesatorplatte ist eine Feder (k=200Nm) befestigt, die unter dem Einfluss der Schwerkraft senkrecht nach unten hängt und nicht mit dem elektrischen Feld wechselwirkt. An der Feder hängt ein Körper mit einer Ladung q = 0.5 C. Die Position des Schwerpunkts dieses Körpers bei ausgeschaltetem Kondesator, d.h. ohne angelegt Spannung,
bezeichnen wir als Ruhelage. Sie befindet sich genau in der Mitte zwischen den beiden Platten.
a) Berechnen Sie den Betrag des elektrischen Feldes zwischen den Kondensatorplatten.
b) Was ist die Gleichgewichtslage des Körpers bei eingeschaltetem Kondensator? Vernachlässigen Sie Effekte aufgrund
einer Polarisation des Körpers im elektrischen Feld. Die obere Platte ist positiv und die untere Platte negativ
geladen.
c) Geben Sie das Federpotential und das elektrostatische Potential der Ladung q als Funktion der vertikalen Position
z an.
d) Skizzieren sie qualitativ die beiden Potentiale in einem gemeinsamen Diagramm als Funktion von z. Markieren Sie
in diesem V(z)-Diagramm die Gleichgewichtslage im Kondensator.
Ansatz:
a) Scheint relativ simpel zu sein => E=U/d= 10V
b) Ich hätte da nur F(Feder) = F(Kond) gemacht. Da ich nicht weiß wie ich die Gewichtskraft einbauen soll ohne eine Masse gegeben zu haben
c) Keine Ahnung
d) Keine Ahnung
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 11. Feb 2020 13:49 Titel: |
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Eine Skizze würde die Aufgabenstellung etwas klarer machen.
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OzziT
Anmeldungsdatum: 11.02.2020
Beiträge: 3
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| OzziT Verfasst am: 11. Feb 2020 15:49 Titel: |
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Weiß nicht genau wie das geht aber hab mal ein Foto als Attachment hinzugefügt
| Beschreibung: |
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20200211_154812.jpg |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 11. Feb 2020 16:56 Titel: |
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| OzziT hat Folgendes geschrieben: | | An der oberen Kondesatorplatte ist eine Feder (k=200Nm) befestigt |
Soll k die Federkonstante sein? Dann hat der Aufgabensteller eine falsche Einheit angegeben, oder Du hast sie falsch abgeschrieben.
| OzziT hat Folgendes geschrieben: | | An der Feder hängt ein Körper mit einer Ladung q = 0.5 C. |
Das ist vollkommen unrealistisch, da die von dieser Ladung verursachte Feldstärke die Durchschlagfestigkeit der umgebenden Luft um mindestens den Faktor 600.000 übersteigt.
| OzziT hat Folgendes geschrieben: | | a) Scheint relativ simpel zu sein => E=U/d= 10V |
Falsche Einheit.
| OzziT hat Folgendes geschrieben: | | b) Ich hätte da nur F(Feder) = F(Kond) gemacht. |
Richtig.
| OzziT hat Folgendes geschrieben: | | Da ich nicht weiß wie ich die Gewichtskraft einbauen soll ohne eine Masse gegeben zu haben |
Die Gewichtskraft ist bereits in der "Ruhelage" berücksichtigt.
| OzziT hat Folgendes geschrieben: | c) Geben Sie das Federpotential und das elektrostatische Potential der Ladung q als Funktion der vertikalen Position
z an. |
Dazu müsste erstmal das Nullpotential definiert werden. Das könnte beispielsweise an der Stelle z=0 sein. Im Übrigen fürchte ich, dass der Aufgabensteller etwas anderes als das elektrostatische Potential der Ladung gemeint hat. Vermutlich meinte er nur die Potentialverteilung im Plattenkondensator ohne die darin befindliche Ladung. Außerdem verstehe ich nicht, was mit "Federpotential" gemeint ist.
Ich weigere mich, solche unausgegorenen Aufgabenstellungen weiter zu bearbeiten.
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OzziT
Anmeldungsdatum: 11.02.2020
Beiträge: 3
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| OzziT Verfasst am: 11. Feb 2020 20:09 Titel: |
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Lustigerweise ist das eine Aufgabe Wort für Wort aus einer Klausur aus meiner Technischen Uni
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