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Plattenkondensator und Beschleunigungsspannung

Frage: Plattenkondensator und Beschleunigungsspannung
(5 Antworten)


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das problem sieht wiefolgt aus
ich zerbreche mir grade schon seit mehrere stunden den kopf mit dieser aufgabe die ist zwar groß aber auch nicht leicht kann mir den da einer vll helfen das ich die rechnung habe und ich mir das dann erklären kann weil ich finde kein ansatz

5.Aufgabe (Kügelchen im elektrischen längsfeld)

Auf der unteren platte eines plattenkondensators mit einem plattenabstand d= 7,50 cm liegt ein
aluminiumkügelchen, dessen masse m=1,13*10 hoch -5 kg beträgt.
die platten sind exakt horizontal ausgerichtet.
wird spannung an den kondensator gelegt, so wird das kügelchen aufgeladen. bei einer bestimmten spannung U0 erhält das die kügelchen die ladung q= 9,67*10 hoch -10 As und fliegt mit der Beschleunigung a= 0,118 m/squadrat nach oben.

A. zunäachst soll die beschleunigungsspannung U0 bestimmt werden. Wir gehen dazu schrittweise vor:

a) Veranschaulichen Sie in einer Skizze die Kräfte, die auf das kügelchen wirken, durch pfeile !
b) Überlegen sie: fliegt das kügelchen auch nach oben, wenn die untere platte geerdet ist?
C) überlegen sie: warum fliegt das kügelchen erst nach oben, wenn eine mindestspannung überschritten ist?
d) berechnen sie nun allgemein und numerisch die beschleunigungsspannung U0!

B: Es wird behauptet : bei der spannung U=2*U0 ist die Beschleunigung doppelt so groß.
nehmen sie zu dieser behauptung stellung!

C Bei angeschlossener Spannungsquelle wird während des flugs des Kügelchens der plattenabstand vergrößert. Lässt sich durch diese Maßnahme die Aufwärtsbeschleunigung des Kügelchens stoppen? Begründen Sie Ihre Meinung!

D wir untersuchen die Aufwärtsbewegung genauer:
a) Berechnen Sie die gesammtenergie des kügelchens zum beginn der bewegung.
b) mit welcher geschwindigkeit trifft das kügelchen auf die obere platte?
c) nach welcher zeit wird die obere platte erreicht? zeichnen sie das t-v-diagramm der bewegung
d) berechnen sie die kinetische und potentielle energie des kügelchens beim erreichen der oberen platte. verleichen sie mit aufgebe D.a)


danke euch im vorraus
Frage von ser89 (ehem. Mitglied) | am 03.11.2009 - 23:25

 
Antwort von GAST | 03.11.2009 - 23:43
wirkt hier die gewichtskraft F=m*g und die el. kraft F=q*E=q*U/d auf die ladung. deshalb gibt es so ein U0 und damit berechnest du U0.
verdopplung von U bedeutet verdopplung von F (wenn sonst alles konstant gehalten wird),
also?
wenn d vergrößert wird, verringert sich die el. kraft, irgendwann sinkt sie unter die gewichtskraft der ladung.
am anfang hat die ladung eine potentielle energie E(pot)=q*U durch die potentialdifferenz, die man aus der gesamtbeschleunigung berechnen kann (a=F/m und F=q*U/d-m*g, nach U auflösen). wird dann in kinetische energie E(kin)=mv²/2 umgewandelt. damit kann man auch v berechnen. oder mit v=at, t musst du ja sowieso mit d=a/2t² für c) ausrechnen.


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Antwort von ser89 (ehem. Mitglied) | 04.11.2009 - 10:57
danke dir echt das hilf mir um eigenes weiter )

 
Antwort von GAST | 04.11.2009 - 20:24
ich kapier das nicht


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Antwort von ser89 (ehem. Mitglied) | 04.11.2009 - 20:24
wirkt hier die gewichtskraft F=m*g und die el. kraft F=q*E=q*U/d auf die ladung. deshalb gibt es so ein U0 und damit berechnest du U0.
verdopplung von U bedeutet verdopplung von F (wenn sonst alles konstant gehalten wird), also?
was bedeutet das q habe ich ja und d was is aber bzw wo is U

 
Antwort von GAST | 04.11.2009 - 20:43
wird jemand noch was sagen
ich versuche gerade die aufgabe auch

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