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Potential

Frage: Potential
(36 Antworten)


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Hallo...wir haben in Physik mit dem o.g. Thema begonnen und 2 Aufgaben aufgekriegt...


Aufgabe 1

Welche Potentialdifferenz ist nötig, um ein Proton auf 10% der Lichtgeschwindigkeit zu beschleunigen?
(Lichtgeschwindigkeit c= 300000 km/s...3*10^8 m/s=

Bei dieser Aufgabe benötigt man:

Die Ladung der Protonen q(proton)= 1,602-10^-19 C
Die Masse der Protonen m(P) = 1,6726*10^-27 kg
die geschwindigkeit (10%) = 0,1*3*10^8 m/s = 3*10^7 m/s!

Die Formel heißt: W(el)= q*U
U= 1/2mv^2/q (weil sich ja etwas bewegt
braucht man die kinetische Energie...)
und wenn man alles einsetzt und sauber ausrechnet kommt man am ende auf 4,698 * 10^6 V....-> 4,7 mio Volt

Aufgabe 2

Das Proton soll eine Wegstrecke von 10 m im homogenen elektrischen Feld (U= 4,7* 10^6 V) durchlaufen.

Wie lange braucht es dafür?

Anfangsgeschwindigkeit v0=0...

hier muss ich ja im endeffekt die zeit ausrechnen..da sich ja etwas bewegen soll...muss man auch mit der kinetischen Energie rechnen...

ich weiß im mom nicht wie ich rechnen soll..könnt ihr mir vielleicht helfen?
Frage von Volkan1990 (ehem. Mitglied) | am 15.09.2008 - 18:02

 
 Antwort von GAST | 15.09.2008 - 18:08
s=a/2t² mit a=F/m=q*E/m.


alternativ mit EEs und v-berechnung.

 
 Antwort von GAST | 15.09.2008 - 18:12
Ähm im Feld ansicht wirkt ja keine Kraft in die entsprechende Richtung oder seh ich das Falsch
also ist es eine ganz normale geradlinige Bewegung...

 
 Antwort von GAST | 15.09.2008 - 18:14
doch, die spannung oder potentialdifferenz verursacht eine kraft auf das teilchen.

ist eben so, dass sich potentiale versuchen auszugleichen (deshalb die kraft)

das teilchen wird also beschleunigt.

 
 Antwort von GAST | 15.09.2008 - 18:18
Hmm das kommt drauf an wie es eingeschossen wird...
Wenn es senkrecht zu den Feldlinien eingeschossen wird efährt es in diese Richtung keine Kraft sondern wird nur zum Pol hin beschleunigt

 
 Antwort von GAST | 15.09.2008 - 18:24
aber die richtung, in die es beschleunigt wird spielt für die aufgabe keine rolle, geht nur um den betrag (und dieser ist s=10m)

 
 Antwort von GAST | 15.09.2008 - 18:31
Wenn die Länge des Kondensators 10m ist wäre mein Ansatz aber richtig
Und mit 10m ist sicher nicht die Länge der Bahngleichung gemeint ;)
Immerhin wird ein Teilchen in einem Ablenkkondensator (von dem hier wohl die Rede ist) in horizontaler Richtgung nicht beschleunigt
Also kann man die Bewegungen getrennt betrachten und einfach mit einer geradlinigen Bewegung arbeiten.

Es kann gut sein das du recht hast glaube ich aber mal nicht(Schließlich nehme ich das momentan auch durch und da war immer von einer solchen Berechnung die Rede)

 
 Antwort von GAST | 15.09.2008 - 18:38
eine translation ist das sowieso, allerdings ist das eine gleichmäßige translation, mit sicherheit keine gleichförmige.

ich will es nochmal sagen: es ist völlig egal, ob es horizontal, vertikal oder sonst wie beschleunigt wird. entscheidend ist, dass es im homogenen E-feld eine kraft F=e*E erfährt.
durch diese kraft fliegt das proton in einer zeit t die strecke s=10m

es gibt 2 grundlegend verschiedenen ansätze, die man von der schulphysik her kennen müsste.

e*U=mv²/2: nach v auflösen, damit hat man die endgeschwindigkeit, und kann t bestimmen, ohne a zu wissen.

oder der von mir erwähnte ansatz.

es gibt auch bessere ansätze, vor allem für aufgabe 1 geeignet, die kennt volkan1990 aber nicht. sind auch etwas komplizierter


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13		 Antwort von Volkan1990 (ehem. Mitglied) | 15.09.2008 - 18:38
s=a/2t² mit a=F/m=q*E/m.

s=1/2at² kommt mir bekannt vor..a=F/m auch..aber q*E/m die formel kenn ich gar nicht

 
 Antwort von GAST | 15.09.2008 - 18:40
das leitet sich aus der definition der elektrischen feldstärke ab.

aber wenn du das nicht kennst, wähle die methode über den energieerhaltungssatz


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13		 Antwort von Volkan1990 (ehem. Mitglied) | 15.09.2008 - 18:47
muss ich da die elektrische und die kinetische energie gleichsetzen ?..

ja aber des bringt mir nix weil ich in keinen der beiden Enegien "t" habe


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13		 Antwort von Volkan1990 (ehem. Mitglied) | 15.09.2008 - 19:20
kann mir jemand vielleicht helfen?

 
 Antwort von GAST | 15.09.2008 - 19:24
Selber denken ist immer so schwierig wa
0.5mv^2=eU
Damit bekommste v raus
und mit der beshcleunigten bewegung rechneste die Zeit aus


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13		 Antwort von Volkan1990 (ehem. Mitglied) | 15.09.2008 - 19:35
hää..dann kann ich doch gleich mit s=1/2at² rechnen oder nicht?..was bringt mir v in dem fall?

 
 Antwort von GAST | 15.09.2008 - 19:38
Das es auch eine V(t) gleichung gibt...du kannst aber auch so rechnen wie du es angegeben hast.


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13		 Antwort von Volkan1990 (ehem. Mitglied) | 15.09.2008 - 19:43
1/2mv^2=e*U...die masse habe ich gegeben...und U auch..aber was ist e`?

 
 Antwort von GAST | 15.09.2008 - 19:44
handelt sich doch um ein Proton oder nicht?
Und ein Proton hat die Ladung e =Ladung eines Elektrons =1.6*10^-19

 
 Antwort von GAST | 15.09.2008 - 19:46
das gleiche problem hatte ich auch schon einmal


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13		 Antwort von Volkan1990 (ehem. Mitglied) | 15.09.2008 - 19:52
boah kann es sein dass für v...30005380 m/s rauskommt?...das kann net sein

 
 Antwort von GAST | 15.09.2008 - 19:55
30005380 m/s sind 30005.8 km/s und das ist nichtmal nen bruchteil der Lichtgeschwindigkeit also kann das gut sein.


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13		 Antwort von Volkan1990 (ehem. Mitglied) | 15.09.2008 - 20:00
okay..also v stimmt schon mal...jetzt muss ich doch mit der formel: v(t)= a*t weiterrechnen..aber ich hab doch a gar nicht gegeben oder?

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