Geschwidnigkeit von Elektronen im Elektronenstrahl?

Fatto diretto al punto (Ich komme direkt zum Punkt, wie der Italiener sagen würde).

Ein zylinderförmiger Elektronenstrahl hat einen Durchmesser von 0.5 mm. Der Strahl enthält 2 × 10^8 Elektronen pro Kubikmillimeter. Die Energie der Elektronen beträgt 0.3 keV.

a) Wie schnell sind die Elektronen im Elektronenstrahl?

b) Berechnen Sie den elektrischen Strom.

c) Der Elektronenstrahl durchläuft ein transversales magnetisches Feld von 2 Tesla. Berechnen Sie den Krümmungsradius der Kreisbahn im Magnetfeld.

Jensek81'scher Ansatz

a) E_kin = 1/2 m v²

Umformen zu v = Wurzel (2 E / m)

E = 0,3keV = 0,3 * 10³ * (1,6022*10^-19)

m = 9,11*10^-31 kg

Einsetzen: v = Wurzel (2 E / m) = v = Wurzel (2 * 0,3 * 10^-3 / (9,11*10^-31 kg))

= 10272468,08 m/s

b) Stromstärke Elektronenstrahl

I = n * e * A * v

n = Dichte = 2 * 10^-8 e/cm³ = 2*10^-14 e/m³

e = 1,6022 * 10^-19 C

A = π r², wobei d = 2 * r (da Zylinder) =>> 0,5 mm = 2 * r => r = 0,25 mm = 0,00025 m

V = 10272468,08 m/s (aus vorheriger Aufgabe)

Einsetzen: I = n * e * A * v = 2 * 10^-14 e/m³ * 1,6022 * 10^-19 C * π * (0,0025m)² * 10272468,08 m/s

= 6,46 * 10^-5 A

c) r = (mv)/(e*B)

= (9,11*10-31 kg * 10272468,08 m/s) / (1,6022*^10^-29 * 2 T) = 2,92*10^-5 m

Stimmt das so? Insbesodnere die 10272468,08 m/s erscheinen mir doch sehr skrupellos...

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Wie Verlustleistung eines schlecht aufgefüllten Fahrrad-Reifen berechnen?

Es ergab sich mal wieder, dass ich gefühlt kaum vorwärts kam und ich meinen Schlauch wieder neu aufpumpen musste.

Wie viel Watt macht eigentlich ein schlecht aufgefüllter Reifen wirklich aus? Das hängt von vielen Faktoren ab, aber wie kann man es persönlich für sich praktisch Messen und ausrechnen?

Dank Pedelec/Fahrradmonitor/App stehen einem ja inzwischen mehr angezeigte Daten zur Verfügung als mit einem Bio-Bike. Ein Kollege und ich meinen eine Rechen-Lösung dafür gefunden zu haben. Ich möchte aber gerne hier noch einmal nachfragen, was für einen Lösungsvorschlag ihr vielleicht hättet. Man ist ja oft selbst vom eigenen Weg verblendet.

Hintergrund: Man könnte einfach die Wattzahl der gesamten Strecken vergleichen. Allerdings variieren hier zu viele Parameter wie ich feststellte (dann spielen Wind, Ampeln und co. plötzlich eine Rolle). Auch könnte man ja versuchen die Geschwindigkeit konstant zu lassen und einfach entsprechend die Leistung zu dosieren und abzulesen. Das ist allerdings schwieriger als ich dachte vor allem, da man ja auch auf den Verkehr achten muss. Es ist daher einfacher einfach das zu treten, was man normalerweise so tritt und das sind bei mir durchschnittlich 200 Watt und dann die Geschwindigkeit abzulesen. Daraus ergeben sich folgende...

...Parameter:

  • gleicher Streckenabschnitt in Windgeschützter Zone ohne E-Unterstützung
  • Systemgewicht (Pedelec+Fahrer+Gepäck) ca.150 kg (spielt in unserer Berechnung keine Rolle)
  • Endgeschwindigkeit "schlecht aufgefüllter" Reifen 18 km/h (ca. 4,3 bar)
  • Endgeschwindigkeit "gut gefüllter" Reifen 25 km/h (ca. 5 bar)
  • Trittleistung (Ptritt) jedes mal ca. 200 Watt

Ich habe also durch den schlecht aufgefüllten Reifen (übrigens 4,3 vs. 5,0 bar) an Geschwindigkeit verloren, obwohl ich die gleiche Leistung reingesteckt habe. Wie viel Watt gehen also durch den schlechter gefüllten Reifen verloren?

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Anwendung des Energierhaltungssatzes der Mechanik?

Eine Kugel mit der Masse m=2kg fällt aus der Höhe h=20cm auf eine Feder mit D=1,2*10^3 N/m. Um welche Strecke wird die Feder zusammengedrückt.

Das ist die 1. Aufgabe die ich für den Physik Unterricht machen soll, aber nicht vollständig verstehe.

Folgendes habe ich schon selbst herausgefunden:

h=0,5*v^2 /g um mithilfe des Energieerhaltungssatzes die Höhe berechnen zu können. Ekin und Epot gleichsetzen und nach h umstellen. Ich denke mal dass man so anfangen kann. (Die Formel habe ich sogar selbst herausgefunden ohne Google, wenns eins gibt in Mathe und Physik was ich kann dann Formeln umstellen). Muss ich da jetzt die Geschwindigkeit als nächstes berechnen?

Und ich hab eine zweite Aufgabe wo ich auf einem so fetten Schlauch steh wie nie zuvor:

Bei einem LKW versagen beim Bergabfahren die Bremsen. Glücklicherweise gibt es an diesem Gefälle Bremsstercken die von der Straße abbiegen und steil ansteigen. Der Fahrer lenkt deshalb seinen Wagen mit 90km/h auf eine Bremsstrecke, die unter einem Winkel von 14° gegen die waagerechte ansteigt. Wie weit fährt ein LKW die Strecke hinauf wenn 20% seiner ursprüglichen Bewegungsenergie durch Reibung und Luftwiederstand in innere Energie umgesetzt werden.

Bei Aufgabe 1 habe ich ja noch Ideen wie man es machen könnte aber bei der zweiten habe ich absolut keine Ahnung. Ich habe aber eine Skizze. Die hilft mir aber gerade nicht viel.

Könnt ihr mir bitte weiterhelfen?

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