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[quote="physik20113"]hi, am Mittwoch werde ich eine Physikarbeit über Induktion schreiben und hätte da noch eine Frage ;) : Ich versteh nicht ganz, was es mit der Kraft auf sich hat. Angenommen wir haben einen Drahtrahmen, der an ein Gerät angeschlossen ist (z.B. Glühbirne) Sobald sie in das Magnetfeld eintritt wirkt auf sie die Lorentzkraft ; entgegen ihrer Fließrichtung? Theoretisch müsste die Spule doch, z.B. im freien Fall, abgebremst werden!? Macht es einen Unterschied, wenn der Drahtrahmen an kein Gerät angeschlossen ist? ?([/quote]
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<table border="0" cellpadding="3" cellspacing="1" width="100%" class="forumline"> <tr> <th class="thCornerL" width="22%" height="26">Autor</th> <th class="thCornerR">Nachricht</th> </tr> <tr> <td width="22%" align="left" valign="top" class="row1"><span class="name"><a name=""></a><b>physik20113</b></span></td> <td class="row1" height="28" valign="top"><table width="95%" border="0" cellspacing="0" cellpadding="0"> <tr> <td width="95%"><img src="templates/subSilver/images/icon_minipost.gif" width="12" height="9" alt="Beitrag" title="Beitrag" border="0" /><span class="postdetails">Verfasst am: 15. März 2011 17:27<span class="gen"> </span> Titel: </span></td> </tr> <tr> <td colspan="2"><hr /></td> </tr> <tr> <td colspan="2"><span class="postbody">ok super, <br />danke für die ausführliche Antwort. <img src="images/smiles/balloon.gif" alt="smile" border="0" /> <br />Ich denke, dass ich das nicht alles in der Arbeit brauche aber Hab's jetzt immerhin im Großen und Ganzen verstanden. <img src="images/smiles/wink.gif" alt="Augenzwinkern" border="0" /></span></td> </tr> </table></td> </tr> <tr> <td colspan="2" height="1" class="spaceRow"><img src="templates/subSilver/images/spacer.gif" alt="" width="1" height="1" /></td> </tr> <tr> <td width="22%" align="left" valign="top" class="row2"><span class="name"><a name=""></a><b>GvC</b></span></td> <td class="row2" height="28" valign="top"><table width="95%" border="0" cellspacing="0" cellpadding="0"> <tr> <td width="95%"><img src="templates/subSilver/images/icon_minipost.gif" width="12" height="9" alt="Beitrag" title="Beitrag" border="0" /><span class="postdetails">Verfasst am: 15. März 2011 11:36<span class="gen"> </span> Titel: </span></td> </tr> <tr> <td colspan="2"><hr /></td> </tr> <tr> <td colspan="2"><span class="postbody"></span><table width="90%" cellspacing="1" cellpadding="3" border="0" align="center"><tr> <td><span class="genmed"><b>physik20113 hat Folgendes geschrieben:</b></span></td> </tr> <tr> <td class="quote">Macht es einen Unterschied, wenn der Drahtrahmen an kein Gerät angeschlossen ist? </td> </tr></table><span class="postbody"> <br /> <br />Was ist mit "an kein Gerät angeschlossen" gemeint? Ist der Drahtrahmen offen oder kurzgeschlossen? Im ersten Fall kann im Drahtrahmen kein Strom fließen, damit wirkt auch keine bremsende Lorentzkraft, der Rahmen fällt unter dem Einfluss der Fallbeschleunigung g, die Geschwindigkeit wächst also linear mit der Zeit. <br /> <br />Im zweiten Fall ist der Widerstand geringer als mit angeschlossenem Gerät, der Strom größer und damit die Lorentzkraft als Bremskraft größer. Die theoretisch erreichbare Endgeschwindigkeit des Rahmens (die allerdings theoretisch erst nach unendlich langer Zeit erreicht wird) demzufolge geringer. <br /> <br />Die theoretisch erreichbare Endgeschwindigkeit ergibt sich aus dem Kräftegleichgewicht von Gewichtskraft und Lorentzkraft: <br /> <br /><img class="latex2png" src="https://www.matheboard.de/latex2png/latex2png.php?mg=ilB"> mit <img class="latex2png" src="https://www.matheboard.de/latex2png/latex2png.php?i=\frac{u_i}{R}"> und <img class="latex2png" src="https://www.matheboard.de/latex2png/latex2png.php?u_i=vBl"> <br /> <br /><img class="latex2png" src="https://www.matheboard.de/latex2png/latex2png.php?\Rightarrow\qquad mg=\frac{l^2B^2v}{R}\qquad\Rightarrow\qquad v=\frac{mRg}{l^2B^2}"> <br /> <br />Dabei ist <img class="latex2png" src="https://www.matheboard.de/latex2png/latex2png.php?l"> die Länge des Rahmenteils, der die Magnetfeldlinien senkrecht schneidet. Wie man sieht, ist die theoretisch erreichbare Endgeschwindigkeit direkt proportional dem Widerstand des Drahtrahmens (plus angeschlossenem Gerät). <br /> <br />Ist der Rahmen offen, d.h. <img class="latex2png" src="https://www.matheboard.de/latex2png/latex2png.php?R\rightarrow\infty">, geht die theoretisch erreichbare Endgeschwindigkeit <img class="latex2png" src="https://www.matheboard.de/latex2png/latex2png.php?v\rightarrow\infty">, wie das beim freien Fall unter idealisierten Umständen (keine Reibung) auch zu erwarten ist. <br /> <br />Ist der Rahmen dagegen kurzgeschlossen, d.h. minimaler Widerstand, ist die theoretisch erreichbare Endgeschwindigkeit minimal. <br /> <br />Tatsächlich wird der Bewegungsvorgang durch die aus dem Kräftegleichgewicht von Gewichtskraft, Lorentzkraft und Trägheitskraft ermittelte Differentialgleichung beschrieben: <br /> <br /><img class="latex2png" src="https://www.matheboard.de/latex2png/latex2png.php?mg-\frac{l^2B^2v}{R}-ma=0"> <br /> <br />mit <img class="latex2png" src="https://www.matheboard.de/latex2png/latex2png.php?a=\frac{dv}{dt}"> <br /> <br /><img class="latex2png" src="https://www.matheboard.de/latex2png/latex2png.php?\Rightarrow\qquad v+\frac{mR}{l^2B^2}\cdot \frac{dv}{dt}=\frac{mRg}{l^2B^2}\qquad\Rightarrow\qquad v=g\cdot\tau\left( 1-e^{-\frac{t}{\tau}}\right)"> <br /> <br />mit der Zeitkonstanten <img class="latex2png" src="https://www.matheboard.de/latex2png/latex2png.php?\tau =\frac{mR}{l^2B^2}"> <br /> <br />Wie man sieht, kann die Endgeschwindigkeit erst nach unendlich langer Zeit erreicht werden. Das würde aber ein unendlich ausgedehntes Magnetfeld sowie eine unendlich große Leiterschleife erfordern. Deshalb kann auch immer nur von der <span style="font-weight: bold">theoretisch </span>erreichbaren Endgeschwindigkeit gesprochen werden.</span></td> </tr> </table></td> </tr> <tr> <td colspan="2" height="1" class="spaceRow"><img src="templates/subSilver/images/spacer.gif" alt="" width="1" height="1" /></td> </tr> <tr> <td width="22%" align="left" valign="top" class="row1"><span class="name"><a name=""></a><b>physik20113</b></span></td> <td class="row1" height="28" valign="top"><table width="95%" border="0" cellspacing="0" cellpadding="0"> <tr> <td width="95%"><img src="templates/subSilver/images/icon_minipost.gif" width="12" height="9" alt="Beitrag" title="Beitrag" border="0" /><span class="postdetails">Verfasst am: 14. März 2011 20:16<span class="gen"> </span> Titel: Kräfte bei Induktion</span></td> </tr> <tr> <td colspan="2"><hr /></td> </tr> <tr> <td colspan="2"><span class="postbody">hi, <br /> <br />am Mittwoch werde ich eine Physikarbeit über Induktion schreiben und hätte da noch eine Frage <img src="images/smiles/wink.gif" alt="Augenzwinkern" border="0" /> : <br /> <br />Ich versteh nicht ganz, was es mit der Kraft auf sich hat. <br />Angenommen wir haben einen Drahtrahmen, der an ein Gerät angeschlossen ist (z.B. Glühbirne) Sobald sie in das Magnetfeld eintritt wirkt auf sie die Lorentzkraft ; entgegen ihrer Fließrichtung? Theoretisch müsste die Spule doch, z.B. im freien Fall, abgebremst werden!? <br />Macht es einen Unterschied, wenn der Drahtrahmen an kein Gerät angeschlossen ist? <img src="images/smiles/kopfkratz.gif" alt="grübelnd" border="0" /></span></td> </tr> </table></td> </tr> <tr> <td colspan="2" height="1" class="spaceRow"><img src="templates/subSilver/images/spacer.gif" alt="" width="1" height="1" /></td> </tr> </table>
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