Ladung elektrisches Feld < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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| Aufgabe | Ein Elektron, das die Beschleunigungsspannung Ua=150V durschlaufen hat, fliegt senkrechtzum elektrischen Feld in die Mitte zwischen zwei parallele geladene Platten mit dem Abstand d=1,5cm. Zwischen den Platten liegt die Spannung U=250V
a) Wie lange dauert es, bis das Elktron auf eine der beiden aufschlägt?
b)Wie weit ist der Auftreffpunkt von Rand der Platte enfernt? |
Hey!
Also zu a) muss ich die Gleichung erstmal herleiten. Da die Elektronen senkrecht zu den Feldlienen eintreten können wir erschließen, dass es sich um Bewegung von Elktronen im elektischen Querfeld handelt. Um die Zeit ausrechnen zu können, wie lange ein Elketron braucht um auf einer der beiden Platten auf zuschlagen müssen wir in Betracht ziehen, das Elektronen im elektrischen Querfeld nach den Gesetzten des Waagerechten Wurfes abgelenkt werden. Um uns eine Formel für diese Aufgabe her zuleiten, müssen wir in Erwegung ziehen das wir die Formeln der Bewegungsgesetze benötigen. Das heißt für uns das wir für die x-Achse die Formel für die gleichförmig gradlinige Bewegung benötigen s=v*t und für die y-Achse die Formel für die beschleunigt gradlinige Bewegungen brauchen [mm] s=\bruch{a}{2}t^{2}. [/mm] Um jetzt auf ein Ergebnis der aufgabe a) zu kommen setzten wir für t bei der Gleichung v*t=s, t= [mm] \bruch{v}{t} [/mm] ein. weiter komm ich nicht. Ist der ansazt richtig. Wie seiht den die Formel hergeleitet aus um die Aufgabe zu berechnen?
zu b) wie kann ich das berechnen?
Danke
Gruß
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Hallo!
Grundsätzlich gibts ne Formel, mit der man diese Parabelbahn, die das Elektron beschreibt, beschreiben kann. Das ist hier aber gar nicht nötig.
Stell dir einfach vor, das Elektron ruht mittig im Kondensator, und dann geht die Spannung an. Es gilt dann [mm] $m_e*a=q_e*E=q_e*\frac{U}{d}$. [/mm] Daraus bekommst du die Beschleunigung.
Nun gilt [mm] $s=\frac{1}{2}at^2$. [/mm] Die Beschleunigung kennst du, und die Strecke ist der halbe Plattenabstand (!). Du kannst t berechnen, und bist mit dem ersten Aufgabeteil durch.
Zur zweiten Aufgabe: Jetzt erst brauchst du die horizontale Geschwindigkeit. Es gilt Energieerhaltung [mm] $\frac{1}{2}mv^2=q_e*U_{beschl}$.
[/mm]
Nun, du weißt, wie lange es bis zum Aufschlag dauert, mit der horizontalen Geschwindigkeit bekommst du raus, wie weit das Elektron in der Zeit kommt.
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 00:44 Di 16.10.2007 | | Autor: | defjam123 |
aso danke dir!
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danke!
warum muss ich mir vorstellen das das Elktron mittig liegt?
gruß
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| Status: |
(Antwort) fertig  | | Datum: | 01:00 Di 16.10.2007 | | Autor: | leduart |
Hallo
weil in der Aufgabe steht, dass es in der Mitte de Platten reinkommt.
Gruss leduart
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ok, habs verstanden. Was wäre denn me*a für eine Formel?
Gruß
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(Antwort) fertig | | Datum: | 01:25 Di 16.10.2007 | | Autor: | leduart |
keine Ahnung was me*a sein soll?
me= masse Elektron?
dann m*a=F=q*E und E=U/d.
Gruss leduart
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Hey!
nach weiteren ansatzversuchen:Wir wissen ja das die Bewegung in X-Richtung mit einer konstanten Geschwindigkeit erfolgt. Gesucht ist die Zeit f., daraus folge das die gleichung für die x-Achse einfach nach t umformen. dann haben wir [mm] t=\bruch{x}{v}. [/mm] Nun benötigen wir nur noch die gschwindigkeit die wir erechnen müssen. Die geschwindkeits formel für die Querfeld leiten wir her, da wir wissen das die Feld abgegebene Energie W vom der durschlaufenden Spannung abhängt:W=eU es gilt W=Ek. Die formel für das Berechnen der kinetischen Energe heißt [mm] eU=\bruch{1}{2}*mv^{2}. [/mm] Wir erschließen daraus [mm] U=\bruch{mv^{2}}{2e} [/mm] und leiten die gschwindigkeitsformel ab. diese lautet dann [mm] v=\wurzel{2\bruch{e}{m}*U}. [/mm] Mit dieser Formel rechnen wir anschließend v aus.
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(Antwort) fertig | | Datum: | 01:03 Di 16.10.2007 | | Autor: | leduart |
Hallo
> Hey!
> nach weiteren ansatzversuchen:Wir wissen ja das die
> Bewegung in X-Richtung mit einer konstanten Geschwindigkeit
> erfolgt. Gesucht ist die Zeit f.,
nein gesucht ist der Weg x in der Zeit t aus a) dann kommt es nämlich auf der Platte auf. also [mm] x=v*t_a
[/mm]
v richtig, wie dus unten hast.
> daraus folge das die
> gleichung für die x-Achse einfach nach t umformen. dann
> haben wir [mm]t=\bruch{x}{v}.[/mm] Nun benötigen wir nur noch die
> gschwindigkeit die wir erechnen müssen. Die geschwindkeits
> formel für die Querfeld leiten wir her, da wir wissen das
> die Feld abgegebene Energie W vom der durschlaufenden
> Spannung abhängt:W=eU es gilt W=Ek. Die formel für das
> Berechnen der kinetischen Energe heißt
> [mm]eU=\bruch{1}{2}*mv^{2}.[/mm] Wir erschließen daraus
> [mm]U=\bruch{mv^{2}}{2e}[/mm] und leiten die gschwindigkeitsformel
> ab. diese lautet dann [mm]v=\wurzel{2\bruch{e}{m}*U}.[/mm] Mit
> dieser Formel rechnen wir anschließend v aus.
und daraus x
Gruss leduart
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hey!
also hab dann umgeformt: [mm] a=\bruch{e}{me}*{U}{d}
[/mm]
meine ergebnis ist dann für die beschleunigung
[mm] a=5,8*10^{16}\bruch{m}{s^{2}}
[/mm]
wär das realstisch
danke für die Hilfe
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| Status: |
(Antwort) fertig | | Datum: | 01:36 Di 16.10.2007 | | Autor: | leduart |
Hallo
> hey!
> also hab dann umgeformt: [mm]a=\bruch{e}{me}*{U}{d}[/mm]
U/d nicht U*d
deine Zahlen in nen TR zu tippen hab ich keine Lust, wenn die dimension stimmt und du alle einheiten richtig hast rechne halt 2 mal.
Gute nacht, geh schlafen! ich tus leduart
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