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| Aufgabe | 3) Ein elektrisches Feld der Stärke 180 N/C sei senkrecht zur Erdoberfläche nach unten gerichtet.
a)Vergleichen sie die elektrische Kraft auf ein Elektron (q=1,6*10 hoch -19 C, m=9,1*10 hoch -31^kg) mit der nach unten gerichteten Gravitationskarft und bestimmen Sie den Betrag und die Richtung der Beschleunigung, die ein Elektron erfährt. Berechnen Sie, wie lange es dauert, bis das Elektron Lichtgeschwindigkeit erreicht.
b)Bestimmen Sie die Ldung einer Münze der Masse m=3g, sodass die durch dieses Feld bewirkte Kraft die Gravitationskraft ausgleicht.
c) Die Münze besitzt nun eine Ladung von q=25 nC. Entscheiden Sie, ob sie in o.a. Feld aufsteigt oder fällt. Berechnen Sie die Geschwindigkeit der Münze, nachdem Sie 10m aufgestiegen bzw. gefallen ist. |
Hallo,
ich habe jetzt schon das ganze Wochende überlegt, wie ich diese Aufgabe lösen soll, da ich sie morgen vor der Klasse erklären muss. Dummerweise bin ich eine Niete in diesem Thema ... ich habe nur eine Formel gefunden E=F:q ... jedoch weiß ich nicht, ob das die richtige Formel ist und wie man überhaupt an die Aufgabe rangeht, mir fehlt das ganze Vorwissen ... ich hoffe ihr könnt mir helfen! vielen dank im vorraus!
Lg SunShine_89
ich habe diese Frage in keinem anderen Forum gestellt!
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Hallo!
Hier gehts um Kräfte und Kräftegleichgewichte. E=F/q ist schon die richtige Formel. Mit ihr kannst du die Kraft ausrechnen, die ein Feld E auf eine Ladung q ausübt.
Du hast nun ein Elektron, das durch seine Ladung in dem Feld nach oben gezogen wird. Wie groß ist diese Kraft?
Wegen seines Gewichtes wird das Elektron auch nach unten gezogen. Wie groß ist diese Kraft?
Da die Kräfte in unterschiedliche Richtungen wirken: Wie groß ist die resultiuerende Kraft, und in welche Richtung zeigt sie?
Es gilt F=ma, du kannst also auchdie Beschleunigung des Elektrons berechnen, und nach v=at die Zeit bis zur Lichtgeschwindigkeit von 300.000.000m/s berechnen. (Ohne Relativitätstheorie)
Wenn du das gelöst hast, kannst du die restlichen Aufgaben auch. In b) müssen beide Kräfte gleich sein, da du die Gravitationskraft berechnen kannst, kannst du anschließend die Ladung berechnen, die ja eine gleich große el. Kraft erzeugt.
c) ist der a) ja sehr ähnlich. Auch hier brauchst du die Beschleunigung a, allerdings zusätzlich noch s=1/2at², um t auszurechnen, und damit anschließend die Geschwindigkeit.
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