Verständniss Probleme Lorentz-Kraft (Fortgeschritten)
Also bei dieser Aufgabe: 1. Geben sie den Betrag und Richtung der Stärke B des Magnetfeldes an , das das Gewicht eines Elektrons mit einer waagerecht nach Westen gerichteten Geschwindigkeit von 2 cm/s kompensieren kann. Ich weiß das man irgendwie so rechenen muss und ich habe auch das Ergebniss bloß weiß verdammt nochmal nicht wie man darauf kommt.
Setze Gewicht = Lorentzkraft: mg = evB. Daraus folgt B = g / (v • e/m) / Wofür steht "m" und "g"
mit e/m = 1,76 • 10¹¹C/kg = spezifische Ladung des Elektrons.
Ergebnis: B = 2,787..nT (nanoTesla)
Bei dieser Aufgabe wäre es super wenn ihr einfach die Zahlen in die Gleichung einsetzen könntet, weil ich bekomme das nicht hin!
- Ein α-Teilchen (Q=2e) durchläuft eine Beschleunigungsspannung U=200V und tritt dann in ein Magnetfeld der Stärke B=0,12T ein. Berechnen Sie die magnetische Kraft für die Fälle, dass die Geschwindigkeit mit B einen Winkel von a) γ=90° (Zeichen im Buch sieht nur ungefähr wie γ aus) b) γ=60° c) γ=30° und d) γ=0° (mα=6,64*10^(-27)kg)
Mein Lehrer schrieb mir: v aus QU = ½mv². Dann F = QvBsinɣ aber das verstehe ich nicht. Hier am besten auch einsetzen aber nur von a) oder so.
Für gutefrage.net: Dies ist keine Hausaufgabe oder sonstiges, dies ist eine Aufgabe die selbst nach hilfde von einem lehrer und eigenen ansätzen leider nicht verstanden wird. Ich hoffe hier bei gutefrage.net eine hilfreiche antwort zu bekommen um die aufgaben selbstständig zu lösen bzw. den Lösungsweg zu verstehen. Danke
2 Antworten
also die Lorentzkraft allgemein ist e * v x B sofern du schon vektorrechnung in der schule hast handelt es sich hier um ein kreuzprodukt andernfalls heißt dass: v und B sind senkrecht zueinander und senkrecht zur Kraft ////// so m ist die masse des teilchens hier elektron?! e/m ist die spezifische ladung / masse. wenn du also gewichtiskraft Fg = m*g gleich der Lorentzkraft setzt kannst du das ganze erstmal ganz normal nach B auflösen, um den betrag von B zu erhalten. die richtung ist nun etwas kniffliger. hier empfiehlt sich die rechte bzw. linke hand regel des kreuzprodukts. bzw. die ursache wirkungsregel. /// man nehme für negative teilchen die linke hand und für positive die rechte hand. der daumen zeige dabei in bewegungsrichtung und der zeigefinger in B feld richtung, dann ergibt der mittelfiner die kraftrichting, wobei zu beachten ist, dass diese 3 finger senkrecht zu einander ausgerichtet werden sollen.
nun das sagte ich doch mg = ev*B --> nach B auflösen und dannmit linker hand regel die richtung von B bestimmen.
hier eine ausführliche erklärung zur Lorentzkraft:
http://www.leifiphysik.de/themenbereiche/bewegte-ladungen-feldern
Könntest du mir evtl. die Lösung zu der Aufgabe a) geben und genau sagen welche Formeln du benutzt hast? Weil ich habe mir jetzt alles durchgelesen und wirklich viel versucht und bin auch dankbar über die super beschreibung jedoch fällt es mir schwer die Aufgabe zu lösen.
Zu der sehr schönen Antwort von Moonraker136, kann ich wenig dazu sagen. Trotzdem hier ist die numerische Rechnung zum 1. Teil.
m - Masse des Elektrons
e - elektrische Ladung des Elektrons
e/m = 1,76 ⋅ 10¹¹ C/kg (Coulomb / kilogram)
g = 9,81 m/s² - Erdbeschleunigung
B = g / (v ⋅ e/m) = 9,81 / (2 ⋅ 10^(-2) ⋅ 1,76 ⋅ 10¹¹)
B =2,787 ⋅ 10^(-9) T = 2,787 nT
Okay, dafür schon mal ein großes Dankeschön aber jetzt habe ich folgendes Problem wenn ich das genau so wie das da steht in meinen Voyage 200 eingebe, kommt bei mir 3.58818 nT heraus! Und ich gebe exakt was da steht ein! Woran kann das liegen?
zu deiner 2. aufgabe empfiehlt es sich mal vektorprodukt zu googlen. denn hier gibt eben: |a x b| = |a| * |b| * sin(y) wobei y der winkel zwischen a und b ist. // so jetzt hat dein lehrer dir schon gesagt, dass die energie , die das teilchen durch die beschleunigungsspannung U aufnimmt gleich qU ist. das folgt aus : Kraft mal weg = Energie . Elektrische Kraft Fe = Eq ( wobei E die elektrische Feldstärke ist) mit E = U/d (d abstand der kondensatorplatten bspw und auch beschleunigingsstrecke folgt:) Fe * d = Eqd = U/d * q * d = U*q /// so jetzt kennst du die kinetische energie des teilchens und diese ist gleich Ekin= 1/2 m v^2 dies kannst du nach v umformen um die geschwindigkeit zu erhalten, dann kannst du mit obiger sinus beziehung ähnlich wie in erster aufgabe arbeiten