Frage von lala15011999, 72

Hey Leute, ich brauche unbedingt eure Hilfe bei dieser Physikaufgabe Vielen Dank im Vorraus?

Ein Proton ( m= 1,67 mal 10^-27kg; e= 1,6 mal 10^-19C) durchläuft eine Beschleunigungsspannung von 2000V und tritt danach in der Mitte parallel zu den Platten eines Plattenkondensators (d=10cm) in dessen homogenes Feld. Nach einer Strecke von 30cm trifft er auf die obere Platte.

a) Welche Ladung trägt die obere Platte?

b) Berechnen sie die Eintrittsgeschwindigkeit v0

c) Wie lange braucht das Proton für die Strecke 30cm in x-Richtung?

d) Wie groß ist die Beschleunigung, wenn das Proton in dieser Zeit um d/2 abgelenkt wird?

e) Welche Spannung muss an den Platten anliegen?

f) Mit welcher Geschwindigkeit trifft das Proton auf die Platte?

Antwort
von Bellefraise, 52

erst mal die Beschleunigungsstrecke über 2kV

=> E_ kin = E_elektrisch = q*U >> daraus v.

dann die Ablenkung (entspricht einer Wurfparabel bei horizontalem Abwurf)

Die Kraft auf das Proton: F = q * U/d  und die Beschleunigeung a=F/m

a = q/m * u/d   >> weiter: wie gesagt, wie einen horizontalen wurf behandeln.

alles andere ist "Mechanik der beschl. Bewegung"

Kommentar von lala15011999 ,

Zu a) Die Platte ist doch negativ geladen, oder?
Zu b) Wie berechne ich genau v0 ?
Zu c) Mit welcher Formel berechne ich t ?
Zu d) Wie soll ich da vorgehen?
Aufgabenteil e) und f) habe ich gar nicht verstanden, ich bitte um Hilfe!

Kommentar von Bellefraise ,

a) das proton hat eine pos. Ladung..... von welcher Platte wird es angezogen? (ungleichn. Ladungen ziehen sich an)

b)
E_ kin = E_elektrisch = q*U = 1/2*m*v^2

c) den zurückzulegenden Weg kennst du... habe leider keine Skizze--- ist x = 30cm? .... dann die Zeit mit v0 berechnen

d) ablenkung um d/2 = 5cm ; Beschleunigung in Ablenkungsrichtung:

Zeit aus aufgabe c; dann:
5cm = 1/2 * a* t^2   >> a

e) aus
a = q/m * u/d kriegst du   u

f) ist weider gleichf. beschl Bewegung

a hast du und die Zeit auch>> v = a*t

Kommentar von lala15011999 ,

Also ich habe bei b) nach v umgestellt : Wurzel aus 2*q*U/ m = v 
ist das richtig?
Zu c) berechne ich v0 mit dieser Formel: Wuzel aus 2*e*U/m ?

Kommentar von lala15011999 ,

Zu c) v0= Wurzel aus 2*e*U/m und dann sx= v0*t => t= sx/v0 
Stimmen diese Formeln?

Kommentar von lala15011999 ,

Zu d) a= 0,10m/t^2 
Zu e) Wie stelle ich nach U um?

Kommentar von Bellefraise ,

Ja ... v mit der Wurzel berechnen, passt!

mit dieser Geschwindigkeit wird die Wegstrecke 30cm zurückgelegt

 >> Zeit ausrechnen >> oki  . .  sieht alles gut aus!

d): 1/2*a*t^2 = s = 5cm. a = 5cm * 2 / (t^2)  >> ACHTUNG: das sind 5cm und keine 5m!! IMMER die die Einheiten mitnehmen und überprüfen

e)
a = q/m * u/d

> 1. beide seiten mit m/q multipli.: >> a*m/q = u/d

> 2.beide Seiten mit d multipl.: >> a*m/q*d = U

Einheitenkonrolle: m/s^2 * kg / (A*s) * m = kg*m^2/A / t^3

Kommentar von lala15011999 ,

Nur nochmal zur Sicherheit: 
a) Die Platte ist negativ geladen
b) Wurzel aus 2 mal 1,602*10^-19C mal 2000V
c) t= 0,30m/v ; v aus dem Aufgabenteil b), oder?
d) a= 0,10m/t^2 ; t aus dem Aufgabenteil c), oder?
e) U=  a ( aus Aufgabenteil d) mal 1,67 mal 10^-27kg/ 1,602 mal 10^-19kg mal 0,10m
f) v= a*t
v= a aus Aufgabenteil d) mal t aus Aufgabenteil c) 

Kommentar von Bellefraise ,

a > ok

b > wo ist die Masse geblieben?

c > als Zeit müssen SEKUNDEN rauskommen ; aus b) wird die Geschwindigkeit übernommen, dann = t = s / v

d > Das Proton wird um 5cm (1/2 *d) abgelenkt >> ja, mit t aus c; aber t ist noch mal zu überprüfen.

e > schaut von der Gleichung her gut aus aber der Wert für a ist zu prüfen

f > dies ist die vertikale ablenkung. d.h. du brauchst die vertikale Beschleunigung, die Zeit hast du >> Geschwindigkeit.

Ich male ein Bildchen, mit diesen Kurztexten redet man leich aneinander vorbei.

Kommentar von lala15011999 ,

Zu b) Die Masse hab ich natürlich unter dem Bruchstrich hingeschrieben gehabt
Zu c) Es kommen bei mir auch Sekunden raus!
Zu d) und e) Hab ich gemacht
Zu f) Welche Formel muss ich benutzen? Ich hab v= a*t ; dann a aus Aufgabenteil d) mal t aus Aufgabenteil c)
Ist das falsch?
Und vielen Dank für die Skizze!!

Kommentar von Bellefraise ,

sieht alles gut aus! auch f) : vertikale Beschleunigung aus d, Zeit aus c >> vertikale Geschwindigkeit.

Auf welche Werte kommst du?

Kommentar von lala15011999 ,

b) v= 619,445,38 m/s
c) t= 4,84*10^-7 s
d) a= 4,26*10^11 m/s^2
e) U= 444,08 V
f) v= 206184 m/s

Kommentar von Bellefraise ,

erst mal zur Geschwindigkeit: 61944438 m/s?

also 6,19 * 10^7 m/s... ich komme da nur auf 6,19 * 10^5 m/s (vertipper vorbehalten :-) )

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