Spannung die 3. < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 21:34 So 02.10.2005 | | Autor: | Binomi |
Servus!
In der Mitte zwischen zwei Kondensatorplatten hängt an einem Perlonfaden der Länge l=1,80 m ein Kügelchen der Masse m=0,47g. Der Plattenabstand beträgt d=4,00 cm. Der Kondensator wird an eine Hochspannungsquelle mit der Spannung U=1,0kV angeschloßen. Dabei entfernt sich das Kügelchen um s= 1,0 cm aus der Gleichgewichtslage. Für die Rückstellkraft gilt F= G*s/l.
a.) Wie groß ist die Ladung des Kügelchen?
b.) Die Spannungsquelle wird jetzt vom Kondensator abgetrennt. Danach verdoppelt man den Abstand der isolierten Platten. Wie groß ist dann die Auslenkung des Kügelchens?
a.)
E= U/d -> E= [mm] \bruch{1,0 * 10^3 V}{4*10^-2m}
[/mm]
= 1/4 * [mm] 10^5 [/mm] V/m
F= G*s/l
F= [mm] \bruch{0,47g*9,81m/s^2*1,0cm}{1,80m}
[/mm]
= [mm] \bruch{0,47*10^-3*9,81*1,0*10^-2 *m*m/s^2*kg}{1,80m}
[/mm]
= [mm] \bruch{4,6107 * 10^-5 * \bruch{m*kg}{s^2}}{1,80 m} [/mm] "m" kürzen
= 2,5615 * 10^-5 [mm] m*kg/s^2 [/mm] ( [mm] m*kg/s^2 [/mm] = 1N???)
q= E/F q= [mm] \bruch{1/4*10^5 V/ m}{2,5615*10^-5 N}
[/mm]
= 0,0975*10^10 [mm] \bruch{N/C}{C}
[/mm]
Irgendetwas richtig oder wieder alles falsch?
b.)
Was bedeutet den das Abtrennen?
Danke
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Hallo,
> In der Mitte zwischen zwei Kondensatorplatten hängt an
> einem Perlonfaden der Länge l=1,80 m ein Kügelchen der
> Masse m=0,47g. Der Plattenabstand beträgt d=4,00 cm. Der
> Kondensator wird an eine Hochspannungsquelle mit der
> Spannung U=1,0kV angeschloßen. Dabei entfernt sich das
> Kügelchen um s= 1,0 cm aus der Gleichgewichtslage. Für die
> Rückstellkraft gilt F= G*s/l.
>
> a.) Wie groß ist die Ladung des Kügelchen?
>
> b.) Die Spannungsquelle wird jetzt vom Kondensator
> abgetrennt. Danach verdoppelt man den Abstand der
> isolierten Platten. Wie groß ist dann die Auslenkung des
> Kügelchens?
>
> a.)
>
> E= U/d -> E= [mm]\bruch{1,0 * 10^3 V}{4*10^-2m}[/mm]
>
> = 1/4 * [mm]10^5[/mm] V/m
![[ok]](/images/smileys/ok.gif "[ok]") wenn auch ein wenig komisch geschrieben... [mm] 25000*\bruch{V}{m}
[/mm]
>
> F= G*s/l
[mm] g\not=G [/mm] <--- das ist wichtig! handelt sich um zwei verschiedene Konstanten!
Da müsste dann eigentlich [mm] F=\bruch{m*g*s}{l} [/mm] (jedenfalls sind das die Werte die Du unten eingesetzt hast) !?
m=Masse
g=Gravitationsbeschleunigung
l= Länge
s=Strecke
> F= [mm]\bruch{0,47g*9,81m/s^2*1,0cm}{1,80m}[/mm]
>
> = [mm]\bruch{0,47*10^-3*9,81*1,0*10^-2 *m*m/s^2*kg}{1,80m}[/mm]
>
> = [mm]\bruch{4,6107 * 10^-5 * \bruch{m*kg}{s^2}}{1,80 m}[/mm]
> "m" kürzen
>
> = 2,5615 * 10^-5 [mm]m*kg/s^2[/mm]
( [mm]m*kg/s^2[/mm] = 1N???)
>
>
> q= E/F q= [mm]\bruch{1/4*10^5 V/ m}{2,5615*10^-5 N}[/mm]
>
> = 0,0975*10^10 [mm]\bruch{N/C}{C}[/mm]
>
> Irgendetwas richtig oder wieder alles falsch?
>
> b.)
> Was bedeutet den das Abtrennen?
Abtrennen heißt das keine Spannung mehr anliegt (der Stecker wird gezogen). Die Feldstärke ändert sich nicht, wenn sich der Abstand zwischen den Platten ändert. (Das "nicht" habe ich ergänzt!)
Hattest Du nicht vor ein paar Tagen eine Aufgabe die fast genauso wie Teil a war?
Gruß
Kruder77
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 14:06 Mo 03.10.2005 | | Autor: | Binomi |
Könntest du mir zu b.) vllt. einen weiteren Ansatz geben, den mit U= 0 (stimmt doch?) lässt sich sehr schwer rechnen.
Stimmen den die Ergebnisse von a.) oder fehlt noch was/ist etwas falsch?
Danke
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 16:09 Mo 03.10.2005 | | Autor: | leduart |
Hallo Binomi
E=F/q
hast du falsch aufgelöst!
q= E/F
Wenn du ladungen von [mm] 10^{10} [/mm] rauskriegst, ist immer was falsch in der Elektrostatik! ausserdem hast du die Einheiten falsch berechnet, bei DEINER Rechng müsste 1/C rauskommen.
zub) Du hast Kruder falsch verstanden. Man unterbricht die Verbindung zur Ladungsquelle. aber die Spannung bleibt dabei gleich, bevor man die Platten auseinanderzieht. man verhindert mit der Unterbrechung nur dass Ladungen zu oder abfließen können. Zieht man die Platten jetzt auseinander, so bleiben die Ladungen gleich, aber die Spannung wird größer, da der Abstand aber auch größer wird, bleibt die Feldstärke gleich, also ändert sich an dem K. nichts.(
wenn du auseinanderziehen würdest OHNE zu unterbrechen, bliebe die Spannung gleich, die feldstärke würde kleiner)
Gruss leduart
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 16:54 Mo 03.10.2005 | | Autor: | Binomi |
So richtig?
a.) q= [mm] \bruch{2,5615*10^-5 *N}{1/4 * 10^5 * V/m}
[/mm]
q= 10,246 * 10^-10 * [mm] \bruch{N}{N/C} [/mm] (=V?)
b.) F= [mm] \bruch{m*g*s}{l} [/mm] -> s= [mm] \bruch{F*l}{m*g}
[/mm]
E= U/d
E= [mm] \bruch{1*10^3 * V}{8*10^-2*m}
[/mm]
= 1/8 * [mm] 10^5 [/mm] *V/m
F=q*E
F= 10,246 (aus a.) )*10^-10 *C *1/8 [mm] *10^5 [/mm] *V/m
= 1,28075 *10^-5 *N
s= [mm] \bruch{1,28075 *10^-5 *N * 1,8*m}{9,81*m/s^2*0,47*10^-3*kg}
[/mm]
= [mm] \bruch{2,30535*10^-5 *N*m}{4,6107*10^-3*kg*m/s^2}
[/mm]
= 0,5*10^-2 * [mm] \bruch{kg*m/s^2*m}{kg*m/s^2}(=m)
[/mm]
Wenn es nicht richtig ist, bitte verbesserne (mit Lösungen, wenn es geht!).
Danke :)
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> So richtig?
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> a.) q= [mm]\bruch{2,5615*10^-5 *N}{1/4 * 10^5 * V/m}[/mm]
>
> q= 10,246 * 10^-10 * [mm]\bruch{N}{N/C}[/mm] (=V?)
Wert stimmt!
Wie kann [mm] \bruch{N}{\bruch{N}{C}}= [/mm] V sein???
[mm] \bruch{N}{\bruch{N}{C}}=\bruch{N*C}{N}=C
[/mm]
> b.) F= [mm]\bruch{m*g*s}{l}[/mm] -> s= [mm]\bruch{F*l}{m*g}[/mm]
>
> E= U/d
>
> E= [mm]\bruch{1*10^3 * V}{8*10^-2*m}[/mm]
>
> = 1/8 * [mm]10^5[/mm] *V/m
>
>
> F=q*E
>
> F= 10,246 (aus a.) )*10^-10 *C *1/8 [mm]*10^5[/mm] *V/m
>
> = 1,28075 *10^-5 *N
>
>
> s= [mm]\bruch{1,28075 *10^-5 *N * 1,8*m}{9,81*m/s^2*0,47*10^-3*kg}[/mm]
>
> = [mm]\bruch{2,30535*10^-5 *N*m}{4,6107*10^-3*kg*m/s^2}[/mm]
>
> = 0,5*10^-2 * [mm]\bruch{kg*m/s^2*m}{kg*m/s^2}(=m)[/mm]
>
> Wenn es nicht richtig ist, bitte verbesserne (mit Lösungen,
> wenn es geht!).
Wenn Die Feldstärke const. ist heißt das, dass sie sich nicht verändert!
Und du hast eine neue, falsche Feldstärke ausgerechnet!
Nochmal meine andere Mail:
Das Abtrennen haben wir ja mittlerweile geklärt. Es liegt keine Spannung mehr an, die Ladung ist dadurch const. und die Feldstärke ändert sich nicht beim Vergrößern von d zwischen den Platten. gesucht ist s! und in einer vorherigen deiner Aufgaben hast du selbst geschrieben, dass $ [mm] s=\bruch{l\cdot{}E\cdot{}q}{m\cdot{}g} [/mm] $ ist, wobei alle Werte in der Formel const. sind. es folgt daraus, dass.... ??? <--- Ich warte auf Deine Antwort!
Gruß
kruder
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 18:58 Mo 03.10.2005 | | Autor: | Binomi |
"...einer vorherigen deiner Aufgaben hast du selbst geschrieben, dass $ [mm] s=\bruch{l\cdot{}E\cdot{}q}{m\cdot{}g} [/mm] $ ist, wobei alle Werte in der Formel const. sind. es folgt daraus, dass.... ??? "
E= [mm] 1/4*10^5*V/m [/mm] bleibt?
Also das E aus a.) einfach übernommen wird, wenn ja, was wäre dann die (mittlerweile obligatorische  ) Lösung(en) ?
Danke
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> "...einer vorherigen deiner Aufgaben hast du selbst
> geschrieben, dass [mm]s=\bruch{l\cdot{}E\cdot{}q}{m\cdot{}g}[/mm]
> ist, wobei alle Werte in der Formel const. sind. es folgt
> daraus, dass.... ??? "
>
> E= [mm]1/4*10^5*V/m[/mm] bleibt?
jupp das bleibt so...
> Also das E aus a.) einfach übernommen wird, wenn ja, was
> wäre dann die (mittlerweile obligatorische ) Lösung(en)
> ?
Es wird nur übernommen weil die Spannung nicht mehr anliegt,
wenn die noch anliegen würde, würde sich E verändern!
na das [mm] s_{2}=s_{1} [/mm] sein muss wäre die logische Schlußfolgerung...
Haste das denn jetzt verstanden? Wenn nicht frage nochmal nach!
Gruß
kruder
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Hallo nochmal  ,
> In der Mitte zwischen zwei Kondensatorplatten hängt an
> einem Perlonfaden der Länge l=1,80 m ein Kügelchen der
> Masse m=0,47g. Der Plattenabstand beträgt d=4,00 cm. Der
> Kondensator wird an eine Hochspannungsquelle mit der
> Spannung U=1,0kV angeschloßen. Dabei entfernt sich das
> Kügelchen um s= 1,0 cm aus der Gleichgewichtslage. Für die
> Rückstellkraft gilt F= G*s/l.
>
> a.) Wie groß ist die Ladung des Kügelchen?
>
> b.) Die Spannungsquelle wird jetzt vom Kondensator
> abgetrennt. Danach verdoppelt man den Abstand der
> isolierten Platten. Wie groß ist dann die Auslenkung des
> Kügelchens?
>
> a.)
>
> E= U/d -> E= [mm]\bruch{1,0 * 10^3 V}{4*10^-2m}[/mm]
>
> = 1/4 * [mm]10^5[/mm] V/m
>
> F= G*s/l
>
> F= [mm]\bruch{0,47g*9,81m/s^2*1,0cm}{1,80m}[/mm]
>
> = [mm]\bruch{0,47*10^-3*9,81*1,0*10^-2 *m*m/s^2*kg}{1,80m}[/mm]
>
> = [mm]\bruch{4,6107 * 10^-5 * \bruch{m*kg}{s^2}}{1,80 m}[/mm]
> "m" kürzen
>
> = 2,5615 * 10^-5 [mm]m*kg/s^2[/mm] ( [mm]m*kg/s^2[/mm] = 1N???)
>
>
> q= E/F q= [mm]\bruch{1/4*10^5 V/ m}{2,5615*10^-5 N}[/mm]
>
> = 0,0975*10^10 [mm]\bruch{N/C}{C}[/mm]
>
> Irgendetwas richtig oder wieder alles falsch?
Die Feldstärke ist korrekt berechnet [mm] E=25000*\bruch{V}{m}
[/mm]
Die Kraft haste auch richtig E*q=2,5615*10^-5*N
Die Ladung ist wie schon richtig von leduart bemerkt falsch, weil E*q=F woraus folgt [mm] q=\bruch{F}{E}=1,0246*10^{-9}*C
[/mm]
> b.)
> Was bedeutet den das Abtrennen?
Das Abtrennen haben wir ja mittlerweile geklärt. Es liegt keine Spannung mehr an, die Ladung ist dadurch const. und die Feldstärke ändert sich nicht beim Vergrößern von d zwischen den Platten. gesucht ist s! und in einer vorherigen deiner Aufgaben hast du selbst geschrieben, dass [mm] s=\bruch{l*E*q}{m*g} [/mm] ist, wobei alle Werte in der Formel const. sind. es folgt daraus, dass.... ??? <--- Ich warte auf Deine Antwort!
Gruß
kruder
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