Physik: Plattenkondensator

    Vorweg: Ich übernehme keine Gewähr.


    1a)


    Tipp:
    - Welche Kraft wirkt im Kondensator in welcher Richtung auf die Elektronen? Was hat sie für einen Einfluss auf die Bahn?


    Lsg:


    Im (Ablenk-)Kondensator wirkt auf die Elektronen nur die elektrische Kraft Fel nach unten, die in dieser Richtung eine gleichmäßig beschleunigte Bewegung hervorruft (gemäß Newtons Kraftgesetz F = m*a). In horizontaler Richtung wirkt auf die Elektronen keine Kraft. Da die Elektronen mit der konstanten horizontalen Geschwindigkeit vH eintreten, bleibt diese Geschwindigkeitskomponente also erhalten. Die Bahnkurve hat eine Form einer Parabel.


    Es gilt:
    t= l/vH
    s= 0.5 * a * t²
    wobei a = Fel / me ist.



    1b)


    1/2 * m * v² = e * U
    v = √ ((2*e*U)/m)
    v = 13,25 * 10^6 m/s


    s = y1 = 0.5 * a * t²


    t = l/v = 0,05 m / (13.25 * 10^6 m/s) = 3,77 * 10^-9 m = 3,77 nm


    a = Fel / me = (E*e) / me = (U*e) / (d*me)


    das eingesetzt für die Ablenkung:


    y1 = 1/2 * ((U*e) / (d*me)) * t²


    alle Werte einsetzen:


    y1 = 1/2 * ((500 V * e) / (0,035 m * me)) * (3,77 * 10^-9)²


    ich bekomme raus: y1 ist ungefähr 0,018 m. Dürfte stimmen, aber rechne lieber mal nach.


    Auf Aufgabe 2 hab ich grad keine Lust.

    hm. Hab gerade grob Nachvollzogen. Sieht gut aus. Rechne morgen nochmal ganz nach. Hab heute wiedermal an der zweiten Aufgabe herum gekaut und hab gemerkt das ich keine Ahnung habe.^^ Währe schön wenn mir bis Dienstag jemand noch bei der zweiten Aufgabe weiter helfen könnte.


    Danke Taugenichts.

    So. Hab mal Nachgerechnet.


    1a) y= (g*s²*me)/(4*e*U)


    U= Spannung der Katode. Spannung der Platten hat keinen Einfluss auf die Flugbahn. Spannung der Katode = Geschwindigkeit (v) mit der das Elektron in den Kandensator eintritt. Je schneller umso geringer ist die Ablenkung.


    1b)


    Bei v habe ich ebenfalls 13,2526*10^6 m/s heraus.


    Ablenkung (y1):


    Kann ich E = U setzen?


    Wenn ja, würde auch folgende Formel gehen?


    x=v*t und y=1/2*a*t²


    Mit t=x/v folgt:


    y=1*2*a*x²/v²


    Für a gilt nun:


    me*a=e*E


    --> a=(e*E)/(mp)


    Oben eingesetzt liefert das (kann ich da einfach E durch U ersetzen ?( :(


    y=(e*U*x²)/(2*mp*v²)


    y=(1,60*10^-19*500*5*10^-4) /(2*9,11*10^-31*13,2526*10^12)


    y=6,2400*10^20 m


    Was hällst du davon?

    Zitat

    Original von Gurkenbroetchen
    So. Hab mal Nachgerechnet.


    1a) y= (g*s²*me)/(4*e*U)


    U= Spannung der Katode. Spannung der Platten hat keinen Einfluss auf die Flugbahn. Spannung der Katode = Geschwindigkeit (v) mit der das Elektron in den Kandensator eintritt. Je schneller umso geringer ist die Ablenkung.


    ähm, du sollst zeigen, dass die Ablenkung unabhängig von U ist und hast in der Gleichung von y ein U drin? Gleiches gilt für e und me. Oder bist du noch nicht fertig? Was soll übrigens g sein?




    Zitat

    Original von Gurkenbroetchen
    1b)


    Bei v habe ich ebenfalls 13,2526*10^6 m/s heraus.


    das stimmt





    E ist nicht U, U ist eine Spannung und E die elektrische Feldstärke, das sind Birnen und Äpfel



    E = U/d = F/Q


    Q ... elektrische Ladung, hier Q = e


    Ah. Danke. Habe die Formel umgebastelt und komme jetzt wie Taugenichts auf 0,018 m.



    Zitat

    Original von Cepheiden
    Bei 2. musst du die Kraft, die die Platten auf die Kugel ausüben gleich der Rückstellkraft der Kugel am Faden setzen.


    Wie währe die Formel in diesem Fall für die Rückstellkraft? Hab nur die gefunden:


    Für das Federpendel gilt näherungsweise: Fr = − D * s


    Fr = Rückstellkraft
    D = Federkonstante
    s = Elongation

    *durch Zähne pfeif* Das ist es. :)


    Schade das die Skizzen schlecht erkennbar sind. Unter IV.8.2 Pendelschwingungen steht die Formel


    m*g*sinj = m [Blockierte Grafik: http://www.physik.rwth-aachen.de/group/IIIphys/INFOS/Exscript/4Kapitel/Image600.gif]


    Für was steht das d ? Dachte erst Delta. Aber dann würde nciht d²x stehen.
    Denke ich richtig wenn ich denke, das das x die Auslenkung ist?


    Ich würde es für Aufgabe 2a wie folgt schreiben:


    E=F/Q und E=U/d --> F=(Q*U)/d


    Gleichsetzen:


    (Q*U)/d = m*g*sinj = m [Blockierte Grafik: http://www.physik.rwth-aachen.de/group/IIIphys/INFOS/Exscript/4Kapitel/Image600.gif]


    Jetzt nach x umstellen und fertig. Denk ich jedenfalls.


    Für 2b würde (Q*U)/2d = m*g*sinj = m [Blockierte Grafik: http://www.physik.rwth-aachen.de/group/IIIphys/INFOS/Exscript/4Kapitel/Image600.gif]
    stehen und dann wieder nach x umstellen.


    Bei 2c würde ich theoretisch Denken, das x=0 wird. Bleibt nur die Frage: Wie stelle ich das dar? Einfach Spannung U aus der Formel heraus nehmen?

    Klar ist es das, Die seite soll dir aber nur beim lösen helfen und Ideen geben.



    Das d kommt aus der Diffenrenzialrechnung


    http://de.wikipedia.org/wiki/Differential_%28Mathematik%29
    http://de.wikipedia.org/wiki/Differentialrechnung


    Wenn ihr das noch nicht hattet dann, lass das erstmal.



    statt dx²/d²t (die 2. Ableitung des Weges nach der Zeit) nimmst du einfach die Beschleunigung a und statt dx/dt (die 1. Ableitung des Weges nach der Zeit) nimmst du die Geschwindigkeit v



    d.h. m·g·sin(j) = m·a

    Oh. Gestern Doppelgleichungen fabriziert. War auch schon spät.^^ Also sieht die Formel dann wie folgt aus:


    (Q*U)/d = m*a


    Aber jetzt ist mein x wieder weg. :(



    Kann ich für die Antwort von 2a einfach folgendes schreiben?:


    d²x = (Q*U*dt²*sin α )/d


    Damit hab ich ja den funktionalen Zusammenhang ermittelt.

    Hi, ich glaub ich hab dich mit dem Link etwas verwirrt. Eigentlich solltest du aus der Skizze die Winkelbeziehungen für die Auslenkung erkennen. Stattdessen hast du dir die Beschreibung der Pendelschwingung rausgesucht. Naja mein Fehler.
    Vergiss das am besten.
    Du sollst hier einen Zusammenhang zwischen der Auslenkung und der Ladung finden. Das geht rein über die Winkelbeziehungen und der Näherung tan α ≈ sin α

    Hab das Zeug heute endlich wieder bekommen. Habe eine 3 drauf bekommen. Für eine Korrektur hatte er, nach eigener Aussage, keine Zeit. ?( Will mir, wenn er daran denkt, in nächster Zeit die Lösung mit bringen.


    Danke nochmal an alle die geholfen habe.

    Würfeln ist "uncool", das hat zuviel mit Wahrscheinlichkeit zu tun ;)



    Auf jedenfall nochmal nachhacken. immerhin bist du in der Schule um etwas zu lernen. Es ist immer sehr wichtig zu sehen was Falsch war. Aus Fehlern lernt man immer am Besten. Jedenfalls wenn man versucht zu verstehen was falsch war bzw. es der Lehrer auch sagt.