Thema: Physik Hausaufgabe...

Moin an alle,
gibt es hier jemanden, der mir eventuell bei diesem Zettel auf die Sprünge helfen kann? Bin gerade total überfordert...


Und sry, die Quali ist nicht sonderlich gut...

Kann mir vllt jemand eine Beispielrechnung geben für 2.1...?

Betrachten wir zunächst einfach nur ein Fadenpendel mit einer Kugel der Masse m unten dran.

Wenn man so ein Fadenpendel um einen Winkel phi auslenkt, wirkt auf die Kugel eine Rückstellkraft von F=mgsin(phi)
mit g als schwerebeschleunigung. Im Gleichgewicht muss die auslenkende Kraft genauso groß wie die Rückstellkraft sein.

Nun begeben wir uns zum Versuch.
Nun aufgrund elektrostatischer Abstoßungskräfte wird die Kugel abgestoßen
Die elektrostatische Kraft berechnet sich zu F=qE
Im Gleichgewicht gilt also F=qE=mgsin(phi)
Das wars auch schon mit der Theorie, die du für die Aufgabe 2.1 benötigst.
Die Masse der Kugel hast du gegeben. Du musst nur die Gleichung F=mgsin(phi) benutzen und die entsprechenden auslenkwinkel aus den beiden Tabellen ablesen und einsetzen.

Wenn du das soweit gemacht hast, kannst du ja noch fragen, falls probleme bei den weiteren aufgaben auftreten.

Also wäre das für den ersten Eitnrag F=1*9,81*sin(13,7) ?

Aber msus da nciht noch der Radius drin vorkommen?

Okay, habs selber Begriffen xD

Leagis

Also wäre das für den ersten Eitnrag F=1*9,81*sin(13,7) ?

Aber msus da nciht noch der Radius drin vorkommen?

Okay, habs selber Begriffen xD

Du musst noch das 1g in kg umrechnen also F=0,001kg*9,81m/s²*sin(13,7)

Der Abstand r interessiert hier nicht. Das brauchst du erst bei den späteren teilaufgaben.

Und wie gehe ich dann bei 2.2) vor?


Und danke für diene Hilfe

Nun du hast sicherlich die verschiedenen Kräfte bei unterschiedlichen Auslenkwinkeln berechnet. Betrachten wir mal die Tabelle 4
In der Tabelle 4 wird Q konstant gehalten und r variiert.
Zum Beispiel hast du die kraft für den winkel 13,7° berechnet, laut tabelle ist dann r=10cm usw.
erstelle am besten eine weitere tabelle in der du der Kraft F den Abstand r gegenüber stellst.
Dann sollst du schauen durch welche Funktion sich der Verlauf beschreiben lässt. Die Aufgabe zielt auf das Coulomb-Gesetz ab, es müsste sich also eine Abhängigkeit gemäß F~1/r² ergeben

Analog verfährst du mit der Tabelle 5, nur dass hier r konstant gehalten und Q variiert wird.
du solltest die Abhängigkeit F~Q erhalten.

Wie soll cih den für Tabelle 5 Q ausrechnen?

Mithilfe von Tabelle 3
Du schaust in die Tabelle 5
Dort siehst du bei 0,5kV eine auslenkung von 1,5°. Dann schaust du in die Tabelle 3 und siehst, dass bei 0,5kV eine ladung von 13,2nC auf der konduktorkugel liegt

Muss ich dann z.B. wenn ich F (bei kV 1) = 0,00144N setze, muss dann die LAdung Q = 28nC sein?

Ich komm mit den Einheiten iwie durcheinander...

Korrekt, nur dass ich für die kraft 0,00114N raus habe
Und das mit den Einheiten ist einfach gewohnheitssache

Hrm, was hast du den als Rechnung da eingetippt?

Und welche Einheit muss ich wann umrechnen?

Bin gerade ein wneig überfordert, wir wurden im Kurs eifnach isn kalte Wasser geschmissen, frei anchdem Motto: Macht mal, bzw. bringt es euch selbst bei....

Also ich habe gerechnet
F=0,001*9,81*sin(6,7)N
und dann bekommt man da oben genannte zahl raus.

Hast dud einen Taschenrechner auf Radian oder Degree ?
Bin gerade zu müde um noch klar zud enken, denk' ich werde gleich shcalfen gehen und mir die Lösungen morgen ansehen, klopp michs hcon seit 16 Uhr damit rum, also siet dem ich zu Hause bin xD

Ich habe es mit excel berechnet, excel rechnet grundsätzlich in radiant, man muss es aber in degree eingeben, weshalb man die umrechnungsformel x=pi*alpha/180 verwendet

wenn du einen taschenrechner verwendest, stellst du ihn logischerweise auf degree.

Gut, hab ich gemacht, dann muss das ne Ungenauigkeit des GTRs gewesen sein...

So, ich hör mir morgen mal die Lösungen an udn geh jetzt schlafen.

Nochmal vielen Dank für die Hilfe und Gn8

der aufgabenzettel ist aber wirklich nicht schwer, wenn du noch ein wenig durchhaltevermögen hast, wirst du den zettel zügig gelöst haben
Andererseits solltest du morgen für die schule auch ausgeschlafen sein.

Ich ziehe die zweite Variante vor, morgen um 6 raus...

Werde dann berichten wie's gelaufen ist^^

So, aus der Schule wieder raus:

1.) Das war ne Abituraufgabe....
2.) 3 u. 4 sind fehlerhaft
3.) die Formel ist laut Lehrer: F=m*g*tan(a)

Wo kommt der tangens vor? das kann doch gar nicht die rückstellkraft des fadens sein.
dann müsste ja beispielsweise bei einer auslenkung von 90° eine unendlich große rückstellkraft auf die kugel wirken. schließlich strebt ja der tangens bei 90° gegen unendlich.
Ich könnte mir aber vorstellen, dass man bei kleinen auslenkungen zum richtigen resultat kommt, weil für kleine winkel tangens ungefähr sinus ist, was aber nichts daran ändert, dass die kraft nicht mit dem tangens sondern mit dem sinus wächst. oder bezieht sich der tangens auf eine andere aufgabe? und was ist bei 3 und 4 falsch?

Und hat der lehrer die formel denn hergeleitet? weil es ist eine sehr elementare herleitung, bei der man augenscheinlich den sinus erhält.

Also, bei Aufgaben 3-4 bekommt man eine Abhängikeit von F~Q² heraus

Und der Sinus wurde gewählt weil der Faden wenn er ausschwingt ja kürzer wird. Wenn man dann von dem ausgeschwenkten Kugelmittelpunkt zur Ausgangsstellung eine Line zieht hat man stark verkleinertes Dreieck, mit tangens ist der unterschied aber nur minimal... (vllt soll cih das mal aufmalen)