Ladungen Aufgaben..

daniel2006 · Anmeldungsdatum: 13.01.2006 Beiträge: 53

Hallo Leute,

ich habe hier ein paar Aufgaben, die ich ausgerechnet habe, ich wollte euch bitten diese zu kontrollieren:

Danke schonmal !

3. Ein Wattestück (m=20mg; Q=50nC) soll zwischen zwei waagerecht liegenden Kondensatorplatten ( Abstand 7,0cm ) schweben .

a) Wie groß muss die Spannung sein ?
b) Die Spannung wird nun auf 300V eingestellt. Wie groß ist die Beschleunigung ?

a)

geg.: m = 20mg= 0,0002 kg
d= 7,0cm = 0,07m
Q= 50 mal 10^-9 C

Fel und Fg sind hier ja im Kräftegleichgewicht, deshalb darf ich das so schreiben oder ?:

Formel: U=W/Q = m mal g mal d / q = 0,0002kg mal 9,81N/kg mal 0,07m / 50 mal 10^-9 C = 2746,8 V -> Stimmt das so , ist das nicht zu viel ??

b)
U= 300 V ;

Aus der Mechanik F=m mal a

a= F/m = q mal U / m mal d = 1,70 m/s²

4. )

a) Zwischen zwei Kondensatorplatten ( Abstand 15mm) befindet sich eine Probeladung ( q= 10^-8C) .

a) Wie groß ist die Kraft auf die Probeladung, wenn die Spannung am Kondensator 500 V beträgt ?

b) Wie viel Energie wird beim Transport von de einen zur anderen Platte umgesetzt ?

a)

E = F/ q

E= U/d = 500V / 15 mal 10^-3 m = 33333,3 V/m

E= F/q = F= E mal q = 33333,3 V/m mal 10^-8C = 3,3 mal 10^-3 N

b) ges.: W

U= W/Q = U mal Q = 500V mal 10^-8 C = 0,000005 J = 5 mal 10^-6J

Gruß

Daniel

magneto42 · Anmeldungsdatum: 24.06.2007 Beiträge: 854

Hallo Daniel.

Hier haben sich Fehler eingeschlichen:

3a) Die Umrechnung des Wertes deiner Masse ist nicht richtig.

3b) Nicht vergessen, daß der elektrischen Kraft immer noch die Gewichtskraft entgegensteht. (Außerdem hast zu die letzten Ziffern verdreht, aber falscher als falsch geht ja nicht Augenzwinkern

).

4a) Hier ist ein Zehnerfaktor verloren gegangen.

4b) Richtig.

daniel2006 · Anmeldungsdatum: 13.01.2006 Beiträge: 53

ok danke hier nochmal verbessert:

geg.: m = 20mg= 0,00002 kg
d= 7,0cm = 0,07m
Q= 50 mal 10^-9 C

Fel und Fg sind hier ja im Kräftegleichgewicht, deshalb darf ich das so schreiben oder ?:

Formel: U=W/Q = m mal g mal d / q = 0,00002kg mal 9,81N/kg mal 0,07m / 50 mal 10^-9 C = 274,68 V

b)
U= 300 V ;

Aus der Mechanik F=m mal a

Fg = 1,9 mal 10 ^-4 N
Fel = q mal U / d = 2,1 mal 10^-4 N

Muss ich jetzt die Gewichtskraft addieren, weil sie wirkt doch immer noch wenn es verschoben also beschleunigt wird oder ?

a= F/m = 4 mal 10^-4 m/s² ... das stimmt aber bestimmt nicht, ich versteh das nicht kann mir jemand nochmal Tipps geben ??

magneto42 · Anmeldungsdatum: 24.06.2007 Beiträge: 854

Hallo.

Du hast für den Schwebezustand ja richtig angenommen, daß

ist. Oder anders ausgedrückt

. Nun erhöhst Du die Spannung, d.h. der Wert für die Kraft des elektrischen Feldes

wird sich daher ebenfalls erhöhen; die Gewichtskraft

bleibt natürlich konstant. Dann steht auf der rechten Seite der Gleichung aber nicht mehr null sondern...?

daniel2006 · Anmeldungsdatum: 13.01.2006 Beiträge: 53

achso ja klar danke :

dann muss ich die Gewichtskraft abziehen und erhalte dann:

Fg= 20 mal 10^-6 mal 9,81 N/kg = 1,9 mal 10^-4

Fel= q mal U/d = 50 mal 10^-9 C mal 300V/ 0,07m = 2,1 mal 10^-4

Fel - Fg = [ 2,1 mal 10^-4 ] - [ 1,9 mal 10^-4 ] = 2 mal 10 ^-5

F = m mal a => a = F/m = 2 mal 10^-5 / 20 mal 10^-6 = 1 m/s²

Stimmts jetzt ?

magneto42 · Anmeldungsdatum: 24.06.2007 Beiträge: 854

Innerhalb von Rundungsfehlern ist es jetzt richtig Thumbs up!

.

daniel2006 · Anmeldungsdatum: 13.01.2006 Beiträge: 53

ok danke dann hoff ich das ich die Physikklausur morgen pacje .

Gruß

Daniel

spekki · Anmeldungsdatum: 11.09.2007 Beiträge: 7

Hi ich habe mal ne Frage zu deiner ersten Teilaufgabe...

Und zwar versteh ich nicht ganz woher der Ansatz U=W/Q kommt

Ich hatte eine ähnliche Aufgabe und habe den Ansatz genommen:

el. Kraft= Gewichtskraft

F=E/q und E=U/d -----> F=U/(q*d) (el. Kraft)

G=m*g (Gewichtskraft)

also dann:

U/(q*d)=m*g

wenn ich das jetzt aber nach U auflöse bekomme ich 6,867*10^-12 raus :/

was ist an meinem Ansatz falsch?
bzw. wie kommt man aufn deinen Ansatz?

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien