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Physik » Elektrodynamik » Proton im elektrischen Feld
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Schule Proton im elektrischen Feld
Mixer007
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Themenstart: 2019-12-07


Hallo,

Ich habe hier eine Aufgabe, bei der ich zwar die Lösung habe, aber nicht weiß wie man drauf kommt.

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?

Bei der a hätte ich zuerst das E-Feld der Q-Kugel bestimmt an der Stelle r=2m und damit die Kraft F ausgerechnet, die auf das Proton wirkt. Und dann mit F=ma die Beschleunigung. Aber hier komme ich auf das falsche Ergebnis und ich frage mich wo mein Denkfehler liegt?

bei der b) muss die kinetische Energie ja null sein. Also F*s=1/2mv^2 und diese Formel nach s auflösen. Hier komme ich aber auch auf das falsche Ergebnis.

Kann mir jemand helfen?

Ich danke im Voraus

Gruß,
Mixer007



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Caban
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.1, eingetragen 2019-12-07


Hallo

Dein Ansatz zu a sollte so stimmen. Vielleicht hast du beim Rechnen einen Fehler gemacht.

Zu b W=F*s gilt nur bei konstanter Kraft, ansonsten musste du integrieren.

Gruß Caban



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Mixer007
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.2, vom Themenstarter, eingetragen 2019-12-07


Hallo Caban,

Das Ergebnis beim a-Teil lautet: 9*10^11 m/s^2 und bei b) 1,89m.

Kannst du das bitte für dich nachrechnen und schauen ob du auf das gleiche Ergebnis kommst?



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zippy
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.3, eingetragen 2019-12-07


Bei b) empfiehlt sich eine Argumentation über die Energieerhaltung.

[Die Antwort wurde vor Beitrag No.1 begonnen.]



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Mixer007
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.4, vom Themenstarter, eingetragen 2019-12-08


Hallo,

hier ist nochmal mein Rechenweg, wobei ich nicht auf die Ergebnisse komme, sondern auf etwas anderes.

fed-Code einblenden

Die Kraft die ich bei a) ausgerechnet hab wende ich bei der b) an und komme wiederum auf ein anderes Ergebnis. Wo ist mein Fehler?



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zippy
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.5, eingetragen 2019-12-08


2019-12-08 13:34 - Mixer007 in Beitrag No. 4 schreibt:
fed-Code einblenden

Die Feldstärke ist $\sim1/r^2$, nicht $\sim1/r$.

Um Fehler dieser Art zu bemerken, solltest du auf die korrekten Einheiten achten. (Dein Ausdruck hat nicht die Einheit $\rm V/m$.)



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Mixer007
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.6, vom Themenstarter, eingetragen 2019-12-08


Hallo zippy,

Ok, danke. Da hab ich wohl einen Leichtsinnsfehler gemacht.

Aber das macht es nicht unbedingt besser.
Nun bekomme ich für die Kraft folgendes raus:

fed-Code einblenden



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Caban
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.7, eingetragen 2019-12-08


Hallo

Ich komme auf 4.49 V/m. Welche Werte hast du eingesetzt?

Ich glaube die Lösung ist falsch.

Gruß Caban



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Mixer007
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.8, vom Themenstarter, eingetragen 2019-12-08


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.



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Caban
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.9, eingetragen 2019-12-08


Hallo

Dann passen deine Rechnungen, aber du solltest mit allgemeinen Formeln arbeiten. Sonst entestehen große Rundungsfehler. Du Protonenmasse solltest du auch nicht so grob grunden.

Gruß Caban



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