Aufgabe zu elektrischem Feld / energieerhaltungssatz

oschili · Anmeldungsdatum: 01.10.2010 Beiträge: 7 Wohnort: DEUTSCHLAND

So lautet die Aufgabe

Gegebene Werte:
U= 1kV
= 1000V
d= 50mm
=0,05m
m=

t=0,07s
v=1,4 m/s
a= 20m/s^2

Die Gesamtenergie wird durch W=Q*U errechnet und der Energieerhaltungssatz ist die Summe aller Energien
Also müsste ja eigentlich Gesamtenergie=Energieerhaltungssatz?
Ist das so richtig oder habe ich mich im Ansatz vertan?
Und wie zeige ich das der Energieerhaltungssatz gilt und könnte mir den nochmal einer erklären xD??

danke im Voraus Augenzwinkern

pressure · Anmeldungsdatum: 22.02.2007 Beiträge: 2496

Zahlenwerte angeben, ist für mich noch keine Aufgabenstellung ! Wie wäre es also, wenn du die richtige Aufgabenstellung hier hineinstellst ?

planck1858 · Anmeldungsdatum: 06.09.2008 Beiträge: 4542 Wohnort: Nrw

Ich denke mal, mit der Aufgabenstellung ist die Überschrift mit gemeint.

Nur kann ich mir trotz der angegebenen Werte nur wenig darunter vorstellen, was hier verlangt wird. Big Laugh

Bitte eine genauere Formulierung der Aufgabenstellung, denn der Helfer bzw. die Helferin müssen ja nun wissen, was in der Aufgabe verlangt wird.

Mfg Planck 1858

pressure · Anmeldungsdatum: 22.02.2007 Beiträge: 2496

oschili · Anmeldungsdatum: 01.10.2010 Beiträge: 7 Wohnort: DEUTSCHLAND

Also, ich gebe zu das die Aufgabe "etwas" fahrlässig von mir formuliert wurde

Hammer

Also Aufgabenstellung:
An einem Plattenkondensator liegt die Spannung U= 1kV. Der Plattenabstand beträgt 50mm. Ein kleines Plastikkügelchen (m= 2 mikrogramm), dessen Oberfläche leitend ist, wird im Punkt A mit der geladenen Platte des Kondensators in Berührung gebracht. Das Kügelchen nimmt dabei die Ladung Q=

C auf.
a) Das Kügelchen wird frei gegeben. Wie groß ist der Betrag der elektrischen Feldkraft Fe die auf das Kügelchen wirkt?
b) Vergleichen sie Fe mit dem Gewicht der Kugel.
c) Nach welcher Zeit trifft das Kügelchen auf die gegenüberliegende Platte auf?
d) Mit welcher Geschwindigkeit trifft das Kügelchen auf?
e) Stellen Sie die zugehörige Energiebilanz auf und zeigen Sie, dass der Energieerhaltungssatz gilt.

Lösungsansätze & Fragen:
a)

und

daraus ergeben sich folgende ergebnisse: E=20.000 V/m und

N
b) Vergleiche??? Da weiß ich gar nicht was hier gemeint ist Hilfe

?
c)

N

Wieso ich das eigentlich eine beschleunigte bewegung?? Hilfe

d)

t=0,07s
e) Große Frage ? Hilfe

Dazu steht ja oben noch mein Ansatz, aber wäre nett wenn mir das einer nochmal genauer erklären könnte was das überhaupt ist =(

*Im Anhang findet ihr eine Zeichnung von den Kondensatoren*

franz · Anmeldungsdatum: 04.04.2009 Beiträge: 11583

planck1858 · Anmeldungsdatum: 06.09.2008 Beiträge: 4542 Wohnort: Nrw

Hi,

also das bei a) mit der deinem Ergebnis für die Feldkraft und der Feldstärke ist schonmal korrekt. Thumbs up!

Bei c) komme ich auf 0,0129s.

Und bei d) auf 7,74m/s!

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Einfach irgendwelche Zahlen-Ergebnisse hier hinzuknallen, ohne zu sagen, wie man darauf kommt, ist unseriös. Letztlich geht es ja nicht um Zahlenwerte, sondern um physikalische Zusammenhänge und die zugrundeliegenden Gesetzmäßigkeiten.

Jedenfalls sind die bislang genannten Ergebnisse bis auf die elektrische Feldkraft falsch (zumindest dann, wenn die Anordnung so aussieht wie im Bild gezeigt).

Im Übrigen sollte oschili sich seine Formeln noch mal anschauen und die Fehler, bei denen es sich hoffentlich nur um Tippfehler handelt, korrigieren

oschili · Anmeldungsdatum: 01.10.2010 Beiträge: 7 Wohnort: DEUTSCHLAND

also die gegebenen Werte aus dem Text sind:

a)

Um E zu errechnen gilt:

c) Fehlt mir leider komplett die Vorgehensweise und der Ansatz Hilfe

c)Um auszurechnen nach welcher Zeit das Kügelchen auf die gegenüberliegende Platte auftritt muss man die gesamte Kraft also die elektrische Feldkraft minus die Gravitationskraft rechnet.

Damit gilt:

Um nun die Geschwindigkeit auszurechnen, muss man die Formel nach a umstellen:

Damit hätten wir die beschleunigung, diese können wir nun in folgende formel einsetzen:

Dann nach t umstellen:

d) Für die beschleunigte Bewegung gilt:

Frage: Wieso ist es eigentlich eine beschleunigte Bewegung? Oder woran erkennt man es ob es beschleunigt oder gleichmäßig ist?
e) Zur letzten Teilaufgabe mit der Energiebilanz und der Energieerhaltungssatz weiß ich irgendwie nichts genaues =(
Also ich weiß das die Gesamtenergie

ist. Und das der Energieerhaltungssatz so lautet

Für gilt

und

. Das ist aber alles nur abgeschrieben zu dem Energieerhaltungssatz, was heißt der eigentlich und wie kann ich in einem elektrischen Feld nachweisen das er geht Hilfe

?

Ich hoffe das ist nun ausführlich so das man meine Rechenschritte versteht und nachvollziehen kann:)

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Also, in diesem Zusammenhang ist möglicherweise nur gemeint, dass Du jetzt Epot und Ekin mit den in der Aufgabenstellung genannten Werten und Deinen (jetzt richtigen) Ergebnissen addierst und nachweist, dass diese Summe gleich der elektrischen Energie q*U ist.

planck1858 · Anmeldungsdatum: 06.09.2008 Beiträge: 4542 Wohnort: Nrw

@GvC,

dass Plättchen wird doch von einer zur anderern Platte hin beschleunigt.

Und es handelt sich doch bei der Beschleunigung um eine gleichmäßige aus der Ruhe heraus.

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

@Planck1885
Von welchem "Plättchen" redest Du? Bearbeitest Du gerade eine ganz andere Aufgabe? Wenn Du aber das "Kügelchen" meinst, dann reichen Schlagworte wie "gleichmäßig beschleunigte Bewegung" für den Vergleich der zahlenmäßigen Ergebnsisse nicht aus. Dann musst Du schon die Rechnung vorführen, wie oschili es beispielsweise getan hat. Da kannst Du jetzt Deine (geheim gehaltene) Rechnung vergleichen und nachschauen, wo Dein Denk- oder Rechenfehler ist.

planck1858 · Anmeldungsdatum: 06.09.2008 Beiträge: 4542 Wohnort: Nrw

Also meiner Meinung nach hat oschili bei c einen Rechenfehler gemacht.

Er rechnet die resultierende Kraft aus. Dazu zieht er vom Betrag der Feldkraft den Betrag der Gewichtskraft ab. Hat aber dabei für die Feldkraft den Wert der elektrischen Feldstärke verwendet.

Ich hoffe, man kann es so nachvollziehen, was ich meine.

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

planck1858 · Anmeldungsdatum: 06.09.2008 Beiträge: 4542 Wohnort: Nrw

@GvC, hab das jetzt nochmal aufgeshcrieben und du bzw. oschili haben recht.

Ich komme jetzt auf das gleiche und habe auch den gleichen Rechenweg.

Ich hatte ganz am Anfang folgenden Weg benutzt um die Beshcleunigung auszurechnen.

Und zwar habe ich die Feldkraft mit der Gewichtskraft gleichgesetzt. Und dies dann nach a hin aufgelöst. Dann habe ich für die Feldstärke E, U/d eingesetzt und habe somit für die Beschleunigung folgendes erhalten.

So kam ich dabei auf eine Beschleunigung von 60m/s^2.

Wo liegt denn jetzt mein Fehler?

Wäre dies richtig, wenn das Kügelchen parallel zu den Platten beshcleunigt werden würde?

Oder wie?

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

planck1858 · Anmeldungsdatum: 06.09.2008 Beiträge: 4542 Wohnort: Nrw

Denn man muss ja die Gewichtskraft mit der elekttrischen Feldkraft gleichsetzten, wenn man die Beschleunigung für eine Ladung im elektrischen Feld einer Braunschen Röhre berechnen will, oder?

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Warum sollte man das tun müssen? In der Braunschen Röhre (z.B. alter Fernseher) kannst Du die Gewichtskraft gegenüber der elektrischen Feldkraft getrost vernachlässigen. Oder hast Du schon mal festgestellt, dass sich das Fernsehbild ändert, wenn Du den Fernseher kippst?

planck1858 · Anmeldungsdatum: 06.09.2008 Beiträge: 4542 Wohnort: Nrw

Schau mal hier.

http://www.physik-schule.de/download/pdf/Physik/Braunsche_Roehre.pdf

sfda · Gast

was ist das für ne unart hier einfach den thread zu übernehmen... erst helfen wollen, es nicht können und dann den thread zum eigenen machen...... Ansage

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

@Planck1885
Du brauchst mir die Braunsche Röhre nicht zu zeigen, die kenne ich in- und auswendig. Aber wo, bitteschön, wird in Deinem Link Gewichtskraft und Feldkraft gleichgestzt, wie Du behauptet hast. Im Gegenteil: Da steht

"Bei der Ablenkung des Elektronenstrahls kann die Erdanziehungskraft vernachlässigt werden"

Es wird darunter sogar nachgewiesen. warum das gemacht werden kann: Weil nämlich die elektrische Feldkraft um mehr als 14 Größenordnungen (Faktor 2,5*10^14) größer ist als die Gewichtskraft.

Ich möchte vorschlagen, dass Du Dich erstmal darauf konzentrierst, das elektrische Feld selbst zu verstehen, und dem eigentlichen Fragesteller bzw. Hilfesucher Raum lässt für seine Fragen.

Wenn Du weiter diskutieren willst, mach' bitte einen neuen Thread auf.