[Physik] Zeit berechnen, Änderung Bewegungsrichtung Proton?
Guten Abend,
ich benötige Hilfe bei der Aufgabe „Für Schnelle“ (grün markiert im Bild 2) und freue mich sehr auf eure ausführlichen und leicht verständlichen Erklärungen.
Das ist meine anfängliche Idee zur Lösung dieser Aufgabe. Über eine Rückmeldung sowie eine ausführliche Erklärung würde ich mich sehr freuen.
- Mein Gedanke: Ich denke, dass das Abbremsen des Protons genau so lange dauert, wie das beschleunigen des Protons. Bzw. das beides in der selben Geschwindigkeit geschieht.
- Ich habe sozusagen rückwärts gedacht und bin von einer Anfangsgeschwindigkeit von 0 m/s ausgegangen und habe geschaut, wie lange es dauert, bis das Proton die Startgeschwindigkeit hat.
Weitere Ergänzung zu der Aufgabe „Für Schnelle“:
1 Antwort
Mein Gedanke: Ich denke, dass das Abbremsen des Protons genau so lange dauert, wie das beschleunigen des Protons. Bzw. das beides in der selben Geschwindigkeit geschieht.
Genau. Die Bewegung ist analog zum senkrechten Wurf (nach oben) symetrisch. Es reicht also, entweder den Brems- oder den Beschleunigungsvorgang zu berechnen.
Ich habe sozusagen rückwärts gedacht und bin von einer Anfangsgeschwindigkeit von 0 m/s ausgegangen und habe geschaut, wie lange es dauert, bis das Proton die Startgeschwindigkeit hat.
Der Ansatz ist insofern korrekt.
Die Kraft, die auf das Proton wirkt ist identisch zu der, die auf das Elektron wirkt. Du hattest ja am Anfang gerechnet:
Fc = q * E
E ist dasselbe laut Aufgabe und q von Elektron und Proton sind identisch, nämlich = 1 Elementarladung e . Also ist auch Fc identisch bloß entgegengesetzt gerichtet, was du aber in deinem Ansatz berücksichtigt hast, denn sonst käme keine positive Zeit raus.
Soweit ich die Rechnungen überflogen habe, scheinen die auch korrekt zu sein.
Wir haben also das q zu einem e ersetzt.
Logisch, weil die Ladung eines Elektrons genau eine Elementarladung ist. Hättest du ein Ion mit 3 fehlenden Elektronen, hätte das 3 positive Elementaladungen und dann müsstest du für q 3e einsetzen.
Schreibt man hier für das q ein p
Nein, auch das hat eine Elementarladung e. Das e kommt nicht von Elektron, sondern von Elementarladung. Das Elektron hat q = -e und das Proton hat q = +e. Da du bei der Kraft aber nur die Beträge berechnet hast, spielt das Vorzeichen keine Rolle.
Aber eine Kraft kann doch gar nicht negativ sein, oder?
Doch. Kraft ist ein Vektor und hat Betrag und Richtung. Das Vorzeichen gibt an, ob die Kraft in +x des Koordinatensystems zeigt oder nach -x, also in die Gegenrichtung, wenn sie ein negatives Vorzeichen hat.
In welchen Fällen verwendet man den negativen Wert der Elementarladung e?
Das Vorzeichen der Elementarladung entspricht der Polarität des Teilchens. Elektronen sind negativ geladen, also ist q = -e.
Vielen lieben Dank erst einmal für deine Antwort. Ich habe noch ein paar Fragen 🙋♂️
Bei Elektronen haben wir bei der Coulombkraft Fc = q * E immer folgendes geschrieben: Fc = q * E = e * E. Wir haben also das q zu einem e ersetzt.
Ich habe gar nicht darauf geachtet gehabt, ob die Zahl für die Elementarladung hier in der Berechnung für die Coulombkraft, welche ich ja in meiner Rechnung verwendet habe, positiv war oder negativ. Das war dann Zufall und Glück. Denn bei a) sollte man ja den Betrag der Coloumbkraft berechnen für ein Elektron.