Alustreifen im Erdmagnetfeld < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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hallo liebe Forumfreunde,leider komme ich bei folgender Aufgabe nicht weiter, deshalb bitte ich euch um eure hilfe.
Aufgabe:
Der Alustreifen verläuft in Ost-West-Richtung.So wie ich im Klassenzimmer sitze ist rechts für mich ( und für alle Anderen auch) Osten und links ist Westen.Die Fensterseite ist Süden,im Klassenzimmer.Nun wissen wir auch,dass der Strom von rechts nach links fließt, heißt glaube ich technische Stromrichtung.
In welche Richtung müsste jetzt der Alustreifen sich bewegen, wenn man den Strom einschaltet und wieso?
Mein Ansatz:
Ich denke,dass der Alustreifen sich nach Norden bewegt,aber wenns auch richtig ist ,wüsste ich nicht wieso das der Fall ist.
Würd mich über jede hilfe freuen.
Vielen Dank im Voraus.
MfG
Danyal
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Hallo!
Du verhedderst dich da völlig in irgendwelchen rechts-links-Geschichten... Paß da besser auf, und konzentrier dich zunächt auf die eigentliche Aufgabe.
Dein Leiter ist in Ost-West-Richtung ausgerichtet, und der Strom verläuft demensprechend auch...
Nun solltest du doch so ne Regel mit Daumen, Zeige- und Mittelfinger kennen, die dir aus Feldrichtung und Stromrichtung die Richtung der Kraft liefert....
Na, was kommt dabei raus?
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 22:28 So 18.10.2009 | | Autor: | leduart |
Hallo
zusatzlich solltest du vielleicht dran denken, dass am geographischen Nordpol ein magnetischer Suedpol ist. die magnetfeldlinien laufen also vom geographischen Sueden nach Norden.
und der streifen bewegt sich weder nach Sueden, noch nach Norden!
Ihr habt doch wahrscheinlich den Versuch mit einer "Leiterschaukel" im Feld eines Magneten gemacht, oder die sog. Stromwaage gehabt.
gruss leduart
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> Hallo
> zusatzlich solltest du vielleicht dran denken, dass am
> geographischen Nordpol ein magnetischer Suedpol ist. die
> magnetfeldlinien laufen also vom geographischen Sueden nach
> Norden.
> und der streifen bewegt sich weder nach Sueden, noch nach
> Norden!
> Ihr habt doch wahrscheinlich den Versuch mit einer
> "Leiterschaukel" im Feld eines Magneten gemacht, oder die
> sog. Stromwaage gehabt.
> gruss leduart
hallo und vielen Dank erstmal für die hilfe,nur leider weiß ich jetzt leider auch nicht weiter.
Stimmt wir hatten den Versuch mit der Leiterschaukel im Feld eines Magneten und die Stromwaage auch (wobei ich keinen Zusammenhang zwsichen dem Versuch mit der Stromwaage und meiner ursprünglichen Frage sehe)
Mein neuer Ansatz:
Ich begründe diese Aufgabe mit der 3 hand-Regel (oder 3 Finger-Regel). Wenn der Strom von rechts nach links fließt, muss mein Daumen nach rechts zeigen.Mein Zeigefinger zeigt nach unten, weil die Feldlinien des magnetiscen Feldes nach unten zeigen. Daraufhin zeigt mein Mittelfinger zum Fenster hin , also nach Süden. Ich benutze dabei meine rechte hand, weil das eine technische Stromrichtung ist.
Also schwingt der Alustreifen nach Süden zum Fenster hin.
Das ist aber falsch,weil das oben in deiner Antwort steht,aber leider weiß ich echt nicht weiter,deshalb bitte ich um weitere hilfe / Ergänzung / Korrektur.
Vielen Dank im Voraus.
MfG
Danyal
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hallo!
> hallo und vielen Dank erstmal für die hilfe,nur leider
> weiß ich jetzt leider auch nicht weiter.
> Stimmt wir hatten den Versuch mit der Leiterschaukel im
> Feld eines Magneten und die Stromwaage auch (wobei ich
> keinen Zusammenhang zwsichen dem Versuch mit der Stromwaage
> und meiner ursprünglichen Frage sehe)
Aber das ist nicht nur ein Zusammenhang, das ist doch so gut wie identisch!
Es existiert ein Magnetfeld mit einem Leiter drin, und wenn man Strom durch jagt, bewegt sich der Leiter...
>
> Mein neuer Ansatz:
> Ich begründe diese Aufgabe mit der 3 hand-Regel (oder 3
> Finger-Regel). Wenn der Strom von rechts nach links
> fließt, muss mein Daumen nach rechts zeigen.Mein
> Zeigefinger zeigt nach unten, weil die Feldlinien des
> magnetiscen Feldes nach unten zeigen.
Naja, der Witz ist, daß die Magnetfeldlinien NICHT nach unten zeiten. Bei deiner Affenschaukel stehen die Feldlinien senkrecht zum Boden, aber wie ist das mit dem Magnetfeld der Erde?
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hallo und vielen Dank für die hilfe
> hallo!
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> > hallo und vielen Dank erstmal für die hilfe,nur leider
> > weiß ich jetzt leider auch nicht weiter.
> > Stimmt wir hatten den Versuch mit der Leiterschaukel im
> > Feld eines Magneten und die Stromwaage auch (wobei ich
> > keinen Zusammenhang zwsichen dem Versuch mit der Stromwaage
> > und meiner ursprünglichen Frage sehe)
>
> Aber das ist nicht nur ein Zusammenhang, das ist doch so
> gut wie identisch!
>
> Es existiert ein Magnetfeld mit einem Leiter drin, und wenn
> man Strom durch jagt, bewegt sich der Leiter...
>
>
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>
> >
> > Mein neuer Ansatz:
> > Ich begründe diese Aufgabe mit der 3 hand-Regel (oder
> 3
> > Finger-Regel). Wenn der Strom von rechts nach links
> > fließt, muss mein Daumen nach rechts zeigen.Mein
> > Zeigefinger zeigt nach unten, weil die Feldlinien des
> > magnetiscen Feldes nach unten zeigen.
>
> Naja, der Witz ist, daß die Magnetfeldlinien NICHT nach
> unten zeigen. Bei deiner Affenschaukel stehen die
> Feldlinien senkrecht zum Boden, aber wie ist das mit dem
> Magnetfeld der Erde?
Schwingt der Alustreifen denn nun gar nicht?
Ich weiß echt nicht wohin sich der Alustreifen bewegt und was mit dem Magnetfeld der Erde sein soll.Was ich sagen kann ist,dass der Südpol im geographiscen Nordpol ist und das hamburg ziemlich im Norden ist und deswegen eventuell wackelt (aber wohin),oder???
Würd mich über jede Korrektur / hilfe freuen.
Vielen Dank im Voraus.
MfG
Danyal
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(Antwort) fertig | | Datum: | 00:26 Mo 19.10.2009 | | Autor: | leduart |
Hallo
Das Magnetfeld der Erde zeigt von Sueden nach Norden, also vom Fenster zur Wand, der Zeigefinger in der Richtung ist also waagerecht., weil B waaagerecht (wie bei der Stromwaage, nur nicht so stark)
jetzt nochmal die reche Handregel !
schwingen tut er nicht! weil sich das Erdfeld nicht aendert. (es sei denn der Streifen ist federnd)
Gruss leduart
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hallo und vielen Dank für die verständliche hilfe
> Hallo
> Das Magnetfeld der Erde zeigt von Sueden nach Norden, also
> vom Fenster zur Wand, der Zeigefinger in der Richtung ist
> also waagerecht., weil B waaagerecht (wie bei der
> Stromwaage, nur nicht so stark)
der Zeigefinger ist waagerecht,weil die magnetische Induktion auch waagerecht ist,korrekt verstanden oder?
> jetzt nochmal die reche Handregel !
ok: mein Daumen zeigt nach rechts,wegen der technischen Stromrichtung,
mein Zeigefinger zeigt waagerecht vom Fenster zur Wand,demnach müsste ja mein Mittelfinger nach oben zeigen.stimmts so?wofür steht nochmal der Mittelfinger?
> schwingen tut er nicht! weil sich das Erdfeld nicht
> aendert. (es sei denn der Streifen ist federnd)
aber der Alustreifen schwingte aber bei unserem Versuch, weil es wird ja Strom eingeschaltet.
weiß jetzt nicht was mit federn gemeint ist,aber der Alustreifen war nicht durchgespannt,also der Alustreifen war 3 m lang,und die Alustreifenhalter waren im Abstand von 2 m,also der Alustreifen hing (bildete eine Parabelmäßige Form).
Vielen Dank im Voraus.
MfG
Danyal
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| Status: |
(Antwort) fertig | | Datum: | 11:01 Mo 19.10.2009 | | Autor: | M.Rex |
> hallo und vielen Dank für die verständliche hilfe
>
> > Hallo
> > Das Magnetfeld der Erde zeigt von Sueden nach Norden,
> also
> > vom Fenster zur Wand, der Zeigefinger in der Richtung ist
> > also waagerecht., weil B waaagerecht (wie bei der
> > Stromwaage, nur nicht so stark)
> der Zeigefinger ist waagerecht,weil die magnetische
> Induktion auch waagerecht ist,korrekt verstanden oder?
Yep, soweit korrekt
>
> > jetzt nochmal die reche Handregel !
> ok: mein Daumen zeigt nach rechts,wegen der technischen
> Stromrichtung,
> mein Zeigefinger zeigt waagerecht vom Fenster zur
> Wand,demnach müsste ja mein Mittelfinger nach oben
> zeigen.stimmts so?wofür steht nochmal der Mittelfinger?
Das ist jetzt die Frage. Aber dazu schau mal ![[]](/images/popup.gif) hier
>
> > schwingen tut er nicht! weil sich das Erdfeld nicht
> > aendert. (es sei denn der Streifen ist federnd)
> aber der Alustreifen schwingte aber bei unserem Versuch,
> weil es wird ja Strom eingeschaltet.
Wenn ich das richtig verstanden habe, ist der Streifen an zwei Punkten befestigt, dazwischen kann er sich biegen, und zwar durch die Lorentzkraft verursacht.
Aber unabhängig davon, wie er nun befestigt ist, gibt die Lorentzkraft nun eine Richtung vor, in der sich der Streifen bewegt.
> weiß jetzt nicht was mit federn gemeint ist,aber der
> Alustreifen war nicht durchgespannt,also der Alustreifen
> war 3 m lang,und die Alustreifenhalter waren im Abstand von
> 2 m,also der Alustreifen hing (bildete eine Parabelmäßige
> Form).
>
>
> Vielen Dank im Voraus.
> MfG
> Danyal
Marius
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hallo und vielen Dank für die hilfe
> > hallo und vielen Dank für die verständliche hilfe
> >
> > > Hallo
> > > Das Magnetfeld der Erde zeigt von Sueden nach
> Norden,
> > also
> > > vom Fenster zur Wand, der Zeigefinger in der Richtung ist
> > > also waagerecht., weil B waaagerecht (wie bei der
> > > Stromwaage, nur nicht so stark)
> > der Zeigefinger ist waagerecht,weil die magnetische
> > Induktion auch waagerecht ist,korrekt verstanden oder?
>
> Yep, soweit korrekt
>
> >
> > > jetzt nochmal die reche Handregel !
> > ok: mein Daumen zeigt nach rechts,wegen der technischen
> > Stromrichtung,
> > mein Zeigefinger zeigt waagerecht vom Fenster zur
> > Wand,demnach müsste ja mein Mittelfinger nach oben
> > zeigen.stimmts so?wofür steht nochmal der Mittelfinger?
>
> Das ist jetzt die Frage. Aber dazu schau mal
> hier
Danke der Link war sehr hilfreich.
>
> >
> > > schwingen tut er nicht! weil sich das Erdfeld nicht
> > > aendert. (es sei denn der Streifen ist federnd)
> > aber der Alustreifen schwingte aber bei unserem
> Versuch,
> > weil es wird ja Strom eingeschaltet.
>
> Wenn ich das richtig verstanden habe, ist der Streifen an
> zwei Punkten befestigt, dazwischen kann er sich biegen, und
> zwar durch die Lorentzkraft verursacht.
> Aber unabhängig davon, wie er nun befestigt ist, gibt die
> Lorentzkraft nun eine Richtung vor, in der sich der
> Streifen bewegt.
ja Sie haben das korrekt verstanden,nur leider fehlt mir jetzt die Antwort auf die Frage: in welche Richtung bewegt sich der Alustreifen und wieso?
Mir fehlt der Ansatz,ich komme einfach nicht weiter.
Mein neuer Ansatz:
Der Alustreifen müsste nach oben schwingen,weil mein Mittelfinger nach oben zeigt und dieser die Lorentzkraft vertritt.stimmts so?wenn ja wieso?
Würd mich über jede hilfe freuen.
Vielen Dank im Voraus.
MfG
Danyal
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| Status: |
(Antwort) fertig | | Datum: | 11:36 Mo 19.10.2009 | | Autor: | M.Rex |
> hallo und vielen Dank für die hilfe
>
>[...]
> Mein neuer Ansatz:
> Der Alustreifen müsste nach oben schwingen,weil mein
> Mittelfinger nach oben zeigt und dieser die Lorentzkraft
> vertritt.stimmts so?wenn ja wieso?
Das ist genau der Zusammenhang zwischen fliessendem Strom im Magnetfeld.
Sobald sich das Magnetfeld oder der Stromfluss ändert, entsteht die Lorentzkraft, die den Leiter, also hier den Alustreifen bewegt. Und die Richtung wird durch die Drei-Finger-Regel symbolisiert, hier also nach oben, so dass sich der Streifen nach oben bewegt, ob man das als Schwingen, heben, pendeln oder wie auch immer bezeichnet, ist erstmal egal, wichtig ist, dass der Streifen durch die Lorentzkraft angehoben wird. Danach wirkt ja dann auch wieder die Schwerkraft und andere Kräfte (z. B.: Zug- oder Druckkräfte innerhalb des Alustreifens) EDIT:und da ein gleichmässiger Strom fliesst, und sich das Magnetfeld nicht ändert, ist die Lorentzkraft ja auch nicht mehr vorhanden.siehe Korrektur
Ein Tipp dazu noch. Versuche, die Lorentzkraft vernünftig zu verstehen, das hilft dir deutlich weiter, vor allem, wenn ihr - was wahrscheinlich ist - als nächstes Thema die Umkehrung dieses Phänomens behandelt.
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> Würd mich über jede hilfe freuen.
> Vielen Dank im Voraus.
> MfG
> Danyal
Marius
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| Status: |
(Korrektur) kleiner Fehler  | | Datum: | 12:23 Mo 19.10.2009 | | Autor: | leduart |
Hallo
der Satz :
"und da ein gleichmässiger Strom fliesst, und sich das Magnetfeld nicht ändert, ist die Lorentzkraft ja auch nicht mehr vorhanden. "
ist falsch. Die Lorentzkraft wirkt,und bleibt gleich solange der Strom fliesst.
im Versuch wird der Strom wahrscheinlich nur kurz eingeschaltet (da er gross sein muss um einen effekt zu sehen) und deshalb geht der streifen wieder zurueck.
Gruss leduart
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| Status: |
(Korrektur) richtig (detailiert geprüft)  | | Datum: | 12:26 Mo 19.10.2009 | | Autor: | M.Rex |
> Hallo
> der Satz :
> "und da ein gleichmässiger Strom fliesst, und sich das
> Magnetfeld nicht ändert, ist die Lorentzkraft ja auch
> nicht mehr vorhanden. "
> ist falsch. Die Lorentzkraft wirkt,und bleibt gleich
> solange der Strom fliesst.
> im Versuch wird der Strom wahrscheinlich nur kurz
> eingeschaltet (da er gross sein muss um einen effekt zu
> sehen) und deshalb geht der streifen wieder zurueck.
> Gruss leduart
Hallo leduart.
Danke für den Hinweis, ich habs verbessert.
Marius
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vieln dank für die geduldige hilfe
eine Frage habe ich noch zum Versuch mit dem Alustreifen:
ist das eine harmonische Bewegung?
Ich würd sagen:ja,weil das lineare Kraftgesetz hier gilt.
oder ist das falsch?
Würd mich über jede Korrektur und Ergänzung freuen.
Vielen Dank im Voraus.
MfG
Danyal
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Hallo!
Die Schwingung ist nur eine Nebenwirkung. Wenn man den Strom einschaltet, ergibt sich eine konstante magnetische Kraft.
Die Affenschaukel bildet ja so eine Art Pendel, das normalerweise senkrecht nach unten, in Richtung der Schwerkraft zeigt. Das ist die Gleichgewichtslage.
Wenn nun ein Strom fließt, dann kommt zu der Schwerkraft noch die konstante Lorentz-Kraft zur Seite. Die Nulllage ist nicht mehr senkrecht nach unten, sondern eben so schräg zur Seite.
Und das heißt, sobald du den Strom einschaltest, befindet sich die Affenschaukel nicht mehr in ihrer Nulllage, sondern ist ausgelenkt. Sie führt dann Schwingungen um die neue Nulllage aus.
Ob diese Schwingung harmonisch ist, kommt immer auf den Aufbau an. Wenn die neue Nulllage bei der Affenschaukel weniger als 30° zur Senkrechten liegt, dann ist das ne harmonische Schwingung, darüber hinaus ist sie das nicht mehr.
In deinem Fall bleibt noch die Frage, wie dein Stück Alu gelagert ist, ob es frei harmonisch schwingen kann, oder ob es gedämpft gelagert ist, sodaß es sich zwar bewegen, aber nicht schwingen kann.
Letztendlich fragt die Aufgabe, in welche Richtung die Lorentz-Kraft wirkt, daß es zu einer Schwingung kommt, ist dabei meist nebensächlich.
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hallo liebe Forumfreunde
einmal noch eine Frage:
zusammenfassung:
mein daumen zeigt nach rechts
mein zeigefinger waagerecht
mein mittelfinger nach oben
also alustreifen bewegt sich nach oben aufgrund der Lorentzkraft.
müsste mein daumen aber nicht nach links zeigen,weil der Strom von rechts nach links fließt,somit mein zeigefinger wieder waagerecht,und mein mittelfinger nach unten,also müste alustreifen nach unten schwingen oder nicht??
und die zweite Frage: Ist bei diesem Versuch die Stärke des magnetischen Feldes in vertikaler Richtung oder in horizontaler Richtung?
Würd mich über jede hilfe freuen.
Vielen Dank im VOraus.
MfG
Danyal
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| Status: |
(Antwort) fertig | | Datum: | 00:35 Fr 30.10.2009 | | Autor: | leduart |
Hallo
rechts nach links heisst nach deiner BescHreibung vom Osten nach westen, so fliesst also der Strom. Das BFeld zeigt waagerecht nach vorn =Norden
Jetzt deine Hand: Daumen=Stromrichtung zeigt nach links also Westen, dann der Zeigefinger nach vorn, also von dir weg, dann der Mittelfinger nach unten.
Also wirkt die Kraft nach unten. der Alustreifen schlägt also nach unten aus. (schwingen würd ich das nicht nennen, solange der Strom fliesst bleibt er unten.
Das Magnetfeld der Erde ist zwar nicht exakt waagerecht, aber doch nur wenig zur waagerechten geneigt. und zwa zur erde hin.
Wenn dus also ganz genau willst musst du den Zeigefinger leicht nach unten halten, in unserer Gegend etwa 30° dann geht der Mittelfinger leicht nach hinten. Genau geht also dein Alustreifen nach hinten unten, sehen wird man wohl nur nach unten. weil nur schächer nach hinten.
Gruss leduart
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| Status: |
(Antwort) fertig | | Datum: | 12:29 Mo 19.10.2009 | | Autor: | leduart |
Hallo Danyal
1. Wir duzen uns hier alle.
2. Der Versuch ist wirklich nichts anderes als die Stromwaage: man hat ein waagerechtes Magnetfeld,(das Erdfeld hier, das sehr viel staerkere eines Elektromagneten bei der Stromwaage) auch waagerecht aber senkrecht zum Feld einen stromdurchflossenen Leiter.der Leiter wird senkrecht nach oben oder unten gezogen, je nach Strom und B'Feld Richtung.
Wenn du also die Stromwaage verstanden hast ist das eigentlich nix neues!
Gruss leduart
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