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Teilchen im elektrischen Feld

Frage: Teilchen im elektrischen Feld
(8 Antworten)


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Hallo,

Ich hätte eine Frage zu einer Aufgabe, wo ich leider nicht weiterkomme.

Diese lautet: Ein Proton bewegt sich im Elektrischen Feld einer 2m entfernten geladenen Kugel Q=+2nC.
Es bewegt sich mit einer Geschwindigkeit von 450 km/s.

a) Bestimme die Beschleunigung des Protons.
b) In welcher Entfernung zur Kugel hat das Proton keine Geschwindigkeit mehr?

Wie gehe ich da vor?
Frage von Mixer007 | am 07.12.2019 - 21:32


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Antwort von v_love | 07.12.2019 - 23:22
a)Die Kraft auf das Proton ist durch das Coulombsche Gesetz gegeben: F=k*Q*e/r²

Daraus ergibt sich die Beschleunigung: a=F/m
b)Dafür müsste man zumindest wissen, wie es sich bewegt? Radial auf die Kugel zu?
Dann über Energieerhaltungssatz: mv²/2=k*Qe*(1/r_1²-1/r_2²)


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Antwort von Mixer007 | 08.12.2019 - 13:40
Hallo,

ich hab den gleichen Ansatz gewählt, komme aber auf falsche Ergebnisse, ich hab auch die Endergebnisse dieser Aufgabe

Diese lautet bei a) 9*10^11 m/s^2 und bei b) 1,89m

Das Proton bewegt sich direkt auf die Kugel zu.

Könntest du es bitte nachrechnen und schauen ob du auf dieselben Ergebnisse kommst? Ich komme bei der a) auf 9,9*10^9 und damit bei der b auch auf vollkommen anderes Ergebnis als die 1,89


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Antwort von v_love | 08.12.2019 - 17:41
Nein, auf dieselben Ergebnisse komme ich nicht. Ich erhalte a=4.3*10^8m/s² und r=1.7cm


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Antwort von Mixer007 | 08.12.2019 - 21:36
Hallo,

Das ist meine Rechnung für die a)

E= 1/(4*pi*e_0*r^2)*Q= 5,17 V/m

und damit eine Kraft

F= q*E= 1,6*10^(-19)*5,17= 8,27*10^(-19) N

Beschleunigung wäre dann

a= F/m = (8,27*10^(-19))/(1,6*10^(-27))= 5,169*10^8 m/s^2

Kann es sein, dass die Lösung falsch ist? :D


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Antwort von v_love | 08.12.2019 - 22:01
E= 1/(4*pi*e_0*r^2)*Q= 5,17 V/m

scheint mir falsch zu sein. Bitte überprüfen.


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Antwort von Mixer007 | 08.12.2019 - 22:09
Hallo,

leider habe ich den Wert der Ladung von der Kugel falsch hingeschrieben.

Er lautet Q= 2,3nC. Ich bitte um Entschuldigung dafür. Aber damit komme ich auf meine Ergebnisse :) und deine Ergebnisse sind auch richtig wenn man Q= 2nC nimmt.

Wie kommst du denn auf r=1,7m?


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Antwort von v_love | 08.12.2019 - 22:52
r=1.7cm erhält man aus mv²/2=k*Qe*(1/r-1/(2m)). Ich hatte ein Quadrat zu viel im ersten Post, sorry.


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Antwort von Mixer007 | 08.12.2019 - 23:04
ok, danke.

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