Stab im Erdschwerefeld

Dominik · Gast

Hallo ich hab folgendes Problem: Wink

Ich suchte einen Ausdruck für die Spannung U(t) zwischen den Enden eines Stabes.
Dieser hat eine Masse m und beginnt zum Zeitpunkt t=0s nach unten zu fallen während der Raum von einem homog. Magnetfeld durchzogen ist, dessen Richtung orthogonal auf die Fallrichtung des Stabs steht und orthogonal zum Stab ist.

Wäre nett wenn mir jemand hilft!

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

Schon gehört von

?

Und v im freien Fall ist ja nicht sooo schwer ....

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5797 Wohnort: Heidelberg

Lies' Dir dazu vielleicht noch den Thread hier durch:
http://www.physikerboard.de/topic,4095,-flugzeug-und-spannung%3F-%3As.html

Gruß
Marco

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5797 Wohnort: Heidelberg

@schnudl:
Bist Du sicher mit freiem Fall? Immerhin bewegen sich ja Ladungsträger von links nach rechts (oder umgekehrt), wenn der Stab beschleunigt. Der Effekt ist wahrscheinlich minimal, aber macht das gar nichts aus?

Gruß
Marco

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

@as_string:

hmmm...

Da kann ich wahrscheinlich wieder nicht ruhig schlafen - die unwichtigen Probleme sind immer die interessantesten.

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5797 Wohnort: Heidelberg

Ich glaube zwar nicht, dass die Aufgabe so gedacht ist, weil der Effekt wohl extrem klein sein muß, aber könnte man vielleicht über Energieerhaltung gehen?

Dann hätte man eine Geschwindigkeit in Abh. der Höhe und so weiter...
Oder habe ich da einen Denkfehler?

Gruß
Marco

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5797 Wohnort: Heidelberg

Wenn ich mir das ganze noch genauer überlege, dann ist natürlich auch noch der Widerstand des Stabes wichtig... Oder um genau zu sein: Das Material
Das Problem ist, dass die Formel von schnudl ja eigentlich nur bei quasi statischen Bedingungen gilt, also wenn die Geschwindigkeit konstant ist, dann stellt sich die Spannung irgendwann so ein. Aber wenn die freien Ladungsträger erst noch beschleunigt werden müssen, stimmt das dann überhaupt noch? Immerhin bauen die ja dann dabei auch noch ein B-Feld auf etc...
Ohje, ohje das geht ja ewig so weiter. Man hätte dann vielleicht sogar noch Effekte wegen des mü_r des Stabes? Oder?
Nagut, das führt jetzt wirklich zu weit! Denke nicht, dass der Aufgabensteller solche Dinge bedacht hat...
Aber da sieht man mal, wie man aus einer erstmal einfach Sache bei näherer Betrachtung gleich etwas kompliziertes machen kann.
Der Effekt wird wahrscheinlich bei einem makroskopischen Metallstab extrem klein sein, aber wenn man jetzt vielleicht ein einzelnes Nanoröhrschen betrachten würde, was passiert dann?
unglücklich

Gruß
Marco

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

Das mit dem E-Feld in der Energiebalance (vorvoriger Thread) glaub ich nicht: Du sagst die Energie muss aus dem Schwerefeld kommen.

E ist eigentlich nur im Ruhesystem des bewegten Leiters (I') vorhanden, aber nun unabhängig davon, ob da nun ein Leiter ist oder nicht. Im Ruhesystem des Magneten (I) gibt es kein E-Feld !

Dafür ist das Magnetfeld dann in I' anders.

Die konkrete (soweit dies nicht schon in die ART fällt...) Lorentztransformation ist:

Die Energiedichten sind also in beiden Systemen I und I' gleich - es wird keine Energie zum Aufbau des E-Feldes benötigt, es ist meiner Meinung nach nur Umrangierung.

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5797 Wohnort: Heidelberg

Ohje... jetzt kenn' ich mich gar nicht mehr aus... Da hab ich ja ein Faß aufgemacht!
Bist Du da sicher? Keine Energie vom E-Feld? Das muß ich mir nochmal in einer ruhigen Minute auf dem Klo

überlegen! Hätt' ich doch mal in der E-Dynamik besser aufgepaßt!!!
Aber nochmal zum OP: Unsere Diskussion hier ist wahrscheinlich für Dich völlig unnötig. Laß' DIch nicht verwirren! Das was schnudl gleich zu Beginn geschrieben hat ist mit Sicherheit die Lösung, die Dein Lehrer/Prof (?) haben wollte. Alles andere hat der sicher auch nicht bedacht (naja, denk' ich mal, so aus meiner Erfahrung).

Gruß
Marco