Spannenergie ist da schon etwas zu kompliziert.

Du brauchst lediglich die kinetische Energie und die Höhenenergie (potentielle Energie):

 

Du kennst die Höhe h und den Ortsfaktor g. Der Ball hat zu Beginn auf 5m Höhe eine potentielle Energie (klar kennst du die Masse nicht, wie du aber gleich siehst, kürzt sie sich sowieso raus). Wenn du ihn dann fallen lässt, wandelt sich stetig die potentielle Energie in kinetische um, wodurch du dann nach den 5m (also beim Aufprall) durch Gleichsetzen der Energie die Geschwindigkeit v beim Aufprall bekommst.

Also Energie gleichsetzen:

 und nach v auflösen

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Wie berechnet sich denn der Flächeninhalt in einem gleichseitigen Dreieck?

Laut der Quelle unten berechnet sich dieser, mit der Seite a, wie folgt:



Quelle: https://www.frustfrei-lernen.de/mathematik/gleichseitiges-dreieck.html

Da alle Seiten gleich sind, kennst du auch die Winkel: Jeder Winkel ist 60° (Da Winkelsumme 180° sein muss)

Aus der Gleichung oben bekommst du direkt die Seitenlänge und mit dieser, und dem Winkel, die Höhe h.

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Meinst du Braunsche Röhre? Das, was bei den alten Oszis genutzt wurde? Des hat aber eig nix mit Interferenz zu tun, sondern nur mit Ablegung im Magnetfeld bzw. Beschleunigungsspannungen.

Zum Thema Interferenz von Elektronen im Doppelspalt hätte ich folgende Vorschläge:

1.1) Zeichne und beschrifte relevante Größen des Aufbaus eines Doppelspaltexperiments (Doppelspalt zeichnen, Spaltbreite, Spaltabstand, Abstand Schirm - Spalt).

1.2) Zeichne qualitiv das Interferenzbild (Maxima und Minima) ein. (0. Maxima muss symmetrisch in der Mitte liegen) und erkläre, warum die Maxima nach außen hin abnehmen (Wegen der Einhüllenden des Einzelspalts)

1.3) Erkläre warum es beim Doppelspaltexperiment dazu kommen kann, dass Maxima - unter bestimmten Umständen - komplett verschwinden. (Tritt ein, wenn das Minima des Einzelspalts auf ein Maxima des Doppelspalts trifft)

2) Sei die Wellenlänge eines Lasers, der Spaltabstand und der Abstand vom Spalt zum Schirm gegeben: Leite die Bedingung für den Abstand der Maxima/Minima her.

3) Erkläre qualitativ wieso es zu einem Interferenzbild von Elektronen an einem Doppelspalt kommt, wenn man nur einzelne Elektronen auf den Spalt schießt. (Ist dann ja einfach nur ne Wahrscheinlichkeitsverteilung)

4) Wie kommt die Interferenz an einem Doppelspalt mit Photonen zustande (Erkläre im Wellenbild).

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7a und b)

Heisenbergsche Unschärferelation:
 Heißt Ort und Impuls können beiden gleichzeitig nicht beliebig genau aufgelöst werden. Du hast die Unschärfe des Ortes, DeltaX = 1µm, gegeben. Mit der Unschärfe des Impulses

 und der Unschärferelation bekommst die Unschärfe der Geschwindigkeit.

c) Da das Elektron um ettliche Größenordnungen leichter als das Staubkorn ist, ist wegen  auch die Unschärfe des Elektrons viel größer.

Zur Photoeffekt-Aufgabe:

a) Vergleiche die kinetische Energie des Elektrons (Aus dieser erhälst du die Geschwindigkeit) mit der Energie durch die Beschleunigungsspannung U = 3V (Energie hier: E = e * U). Durch Gleichsetzen beider Energien bekommst du die Geschw.. Warum sind beide Energie gleich? Naja, das Elektron benötigt genau die kinetische Energie E = eU, um über die Beschleunigungsspannung hinweg die Photoelektrode zu erreichen.

b) Die Austrittsarbeit bekommst du glaub ich aus der Energie des Photons (Die Wellenlänge ist gegeben. Aus dieser bekommst du die Frequenz des Photons und über E = h*f die Energie) + die Energie des Elektrons (was 3eV sind). Heißt du musst nur die Energie des Photons in eV angeben und +3eV machen.

c) Und hier hast du gegeben, dass ein Photostrom bei 3 * 10^14 Hz fließt. Hier also wieder die Energie des Photons ausrechnen. Hierbei ist aber gegeben, dass die Abbremsspannung U=0V beträgt; also werden die Elektronen gar nicht abgebremst (Hießt hierfür ist auch keine Energie nötig)

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Ich denke die hintere Kugel kommt zuerst an.

Die vordere Kugel, bei der das Brett kürzer ist, befindet sich nach Ende des Brettes zum Teil weiterhin in der Vorwärtsbeweung (gradlinig Richtung Wand) aber auch in einer Fallrichtung nach unten. Dadurch fliegt sie eine gekrümmte Bahn, die dadurch länger ist als die der hinteren Kugel. Daher kommt die hintere Kugel zuerst an, da sie den kürzeren Weg besitzt.

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Astrophysik Aufgaben?

Hallo, ich mache dieses Jahr schriftliches Abitur in Bayern im Fach Physik und für die 12. Klasse sogar noch Astrophysik. Ich wollte zur Übung einige Aufgaben von den Vorjahren machen, bin dabei aber vor allem bei einigen Aufgaben der Astrophysik auf Probleme gestoßen. Falls sich jemand hier die Zeit nehmen könnte, mir zu helfen mit Ansätzen oder auch eventuell Lösungen..., wäre ich sehr dankbar:

1) Die Internationale Raumstation (ISS) umläuft die Erde auf einer näherungsweise kreisförmigen Bahn von West nach Ost in einer mittleren Höhe von 400 km.

a) Zeigen Sie, dass die ISS innerhalb von 92 Minuten die Erde einmal umläuft, und bestimmen Sie, wie oft für die Astronauten an Bord der ISS während eines Erdtages die Sonne aufgeht. Erklären Sie ferner, dass die ISS nach 92 Minuten nicht an derselben Stelle am Himmel beobachtet werden kann.

b) Berechnen Sie die Umlaufgeschwindigkeit v(ISS) der Raumstation auf ihrer Bahn um die Erde und begründen Sie, dass bei Beobachtung im Zenit die Bewegung der ISS mit der Bewegung eines Verkehrsflugzeuges vergleichbar ist, das in etwa 10 km Höhe mit einer Geschwindigkeit von 800 km/h fliegt. Vergleichen Sie dazu zum Beispiel die Winkel, welche die Flugobjekte in einer bestimmten Zeit in Bezug auf den Beobachter überstreichen.

c) Im Gegensatz zu einem Flugzeug verschwindet die ISS unvermittelt am Nachthimmel, bevor sie den Horizont erreicht hat. Erklären Sie dieses Phänomen. Nennen Sie eine weitere Möglichkeit zur Unterscheidung beider Objekte.

Die ISS verliert täglich etwa 100 m an Höhe. Die deshalb immer wieder notwendige Bahnkorrektur geschieht auf einer halben Ellipsenbahn. 

d) Geben Sie einen Grund für den Höhenverlust an.

e) Fertigen Sie eine Skizze der Flugbahn vor, während und nach der Bahnanhebung an und erläutern Sie qualitativ die hierzu notwendigen Geschwindigkeitsänderungen der ISS.

Bei optimalen Bedingungen erreicht die ISS eine scheinbare Helligkeit, bei der die Bestrahlungsstärke etwa 25-mal so groß ist wie die von Sirius, dem hellsten Stern am nächtlichen Nordhimmel. Sirius hat die scheinbare Helligkeit –1,44.

f) Geben Sie an, bis zu welcher scheinbaren Helligkeit Himmelsobjekte bei günstigen Bedingungen mit bloßem Auge beobachtet werden können. Bestimmen Sie die scheinbare Helligkeit der ISS bei optimalen Bedingungen.

g) Der ISS muss permanent eine elektrische Leistung P(perm) von 120 kW zur Verfügung stehen. Dafür ist die Raumstation mit vier Solarmodulen ausgestattet, deren Solarzellen eine Fläche von 4500 m 2 haben und deren Wirkungsgrad 14 % beträgt. Berechnen Sie die maximale Leistung P(max) der Module. Erläutern Sie anhand zweier Aspekte, warum sich P(max) deutlich von P(perm) unterscheiden muss.

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a)
-Du kennst die Höhe der ISS (400 km). Der Gravitationskraft in dieser Höhe wirkt die Zentrifugalkraft entgegen. Beide Kräfte halten sich die Waage. Aus gleichsetzen der Kräfte erhälst du die Umlaufgeschwindigkeit. Mit dem Erdradius + 400km und der Umlaufgeschwindigkeit bekommst du die Umlaufdauer.
EDIT: Da in der b) die Geschwindigkeit berechnet werden soll, vermute ich, dass du mit der Keppler-Gleichung (Glaube da kommt Periodendauer - also Umlaufdauer - und Exzentrizität vor; diese kann hier wohl als 0 angenommen werden, wenn man die Erde als Kugel annimmt) und eventuell der Erdmasse auf die Periodendauer schließen kannst.

-Bzgl wie oft die Sonne aufgeht würd ich vermuten es geht darum, wie oft 92min in die 24h des Erdtages reinpassen (Wäre aber auch ziemlich simpel). Die Information, dass die ISS von West nach Ost geht (Wie auch immer Westen und Osten definiert sein soll) wüsste ich nicht, wie man die hier nutzen soll.

-Naja, die ISS kann nicht an der selben Stelle beobachtet werden, da sich die Erde darunter dreht.

b) Aus der Umlaufdauer aus a) und der Strecke (Strecke = Umfang des Kreises mit Radius = Erdradius + 400km) erhälst direkt die Geschwindigkeit. Das gleiche kannst für das Flugzeug machen. Dann würde ich die Winkelgeschwindigkeit bestimmen. Die müsste gleich sein fürs FLugzeug und die ISS (Sind beide gleich, überstreichen beide synchron die selben Winkel. So ist ja im Prinzip die Winkelgeschwindigkeit als Größe definiert)

c) Ich denke die ISS ist eben so hoch, vergleichen mit den Flugzeugen, dass deutlich mehr Luftmassen zwischen der ISS und unserem Auge sind als es beim Flugzeug der Fall ist (Je näher sie dem Horizont kommen, desto mehr Luftmassen befinden sich zwischen Auge und Objekt). Das Licht wird durch immer mehr Luftmassen immer mehr gestreut und dadurch abgeschwächt, weshalb wir die ISS nicht im Horizont, sondern bereits früher, verschwinden sehen.

d) Grund für den Höhenverlust ist sicherlich Luftreibung, da die ISS sich noch in der Thermosphäre (Laut Wikipedia < 500km) befindet. Eventuell noch der Impulsübertrag der Teilchen die von z.B. der Sonne Richtung Erde fliegen und auf die ISS stoßen und sie dadurch leicht in Richtung Erde stoßen (Eventuell ist das aber vernachlässigbar)
Zu letzterem: Es fliegen unzählig viele Teilchen (Neutrinos z.B.) vom Weltall auf die Erde. Viele werden in der Atmosphäre abgefangen (So entstehen auch die Polarlichter; Teilchen stammen dann vom Sonnenwind). Ist man aber natürlich viel weiter außen in der Atmosphäre, dann treffen einen viel mehr Teilchen, weshalb vielleicht doch die Teilchen eine signifikante Rolle spielen könnten.

e) Wenn die ISS etwas mehr Entfernung zur Erde bekommen soll, muss man die Winkelgeschwindigkeit erhöhen, damit die Zentrifugalkraft sie weiter nach außen treibt. Dadurch kann sie natürlich nicht mehr auf einer perfekten Kreisbahn fahren (-> wird eine Ellipsenbahn draus, wie in der Aufgabe ebenfalls einmal genannt). Wenn du die Skizze machst ist die notwendige Geschwindigkeitsänderung die Differenz zwischen der Geschwindigkeit, die sie auf der kürzeren Entfernung benötigte (Geschw. erhält man wieder aus dem Radius und Gleichsetzen der Gravitations- und Zentrifugalkraft) zur Geschwindigkeit auf der entfernteren Bahn (Also die mit größerem Radius)

f) Da weiß ichs leider nemme so genau.

g) Wüsst ich grad au net so genau.

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bedeutet mikro und steht für den Faktor



bzw. 1/1.000.000. Da das mü vor Jarhundert steht und in der Aufgabe von 45min die Rede ist, muss man jetzt ein

in Minuten umrechnen.

So würde ich es machen:

1 Jahrhundert / 1.000.000 = 100 Jahre / 1.000.000 = 0,0001 Jahre = 0,0001 * 365 Tage = 0,0365 Tage = 0,0365 * 24 Stunden = 0,876 Stunden = 0,876 * 60 Minuten = 52,56 Minuten.

Man kann ein Jahrhundert natürlich auch direkt in Minuten umrechnen (das wären 100 Jahre * 365 Tage * 24 Stunden * 60 Minuten = 52.560.000 Minuten) und das widerum durch 1.000.000 teilen. Führt auch zu 52,56 Minuten.

Achso und die prozentuale Abweichung zu 45 Minuten würde ich so ausrechnen, dass ich sage, der Abstand von 45 Minuten zum obigen Ergebnis sind 52,56 min - 45 min = 7,56 min. Das sind 7,56 min / 45 min = 7,56 / 45 = 17%.

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Das ist so, weil du und der Regentropen in unterschiedlichen Bezugssystemen betrachtet werden. Geht der Geschwindigkeitsvektor (wie im Bild) nach schräg links unten, stellt dieser Vektor die Geschwindigkeit des Tropfens aus deinem Intertialsystem dar. In seinem eigenen Intertialsystem fällt er weiterhin mit dem Geschwindigkeitsvektor zu Boden wie als wenn du stehen würdest.

Um es vielleicht in anderen Worten nochmal zu sagen:
Da du dich nach rechts bewegst, bewegt sich dein Intertialsystem nach rechts, das des Regentropfens bleibt aber in Ruhe. Relativ gesehen bewegst du dich von dem System des Tropfens nach rechts, andersrum bewegt sich das System des Topfens von dir aus gesehen nach links. Es ist also immer eine Frage der Perspektive, aus welchem System man einen Vorgang betrachten will.

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Es müsste doch T = 2*pi* Wurzel(l/g)

Wenn du die Masse halbierst geschieht mit der Periodendauer nichts, da sie nicht von der Masse abhängt. Wenn man aber die Fadenlänge viertelt (setz mal für l = l/4 ein in die Formel), sieht man, dass in der Wurzel der Faktor 1/4 entsteht, den man rausziehen kann zu 1/2. Also halbiert sich die Periodendauer.

Eigentlich, wenn man das Pendel immer vom selben Ort loslässt, ändert sich durch Halbierung der Masse auch nicht die Amplitude. Wenn man allerdings vom Energiesatz ausgeht, dann gilt:

m*g*h = 1/2*m*v²

Wenn man hier die Masse halbieren würde, verringert sich die potenzielle Energie um die Häflte und man müsste, um die voherige Energie bei der normalen Masse zu erhalten, von einer höheren Position aus das Pendel loslassen. Sprich, es würde sich die Amplitude verdoppeln. Aber die Amplitude hängt nur von der Position ab, an der du das Pendel loslässt.

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Das ist kein sehr interessantes Thema und man kann oft durcheinander kommen, aber wenn mans einmal verstanden hat bleibt es glaube ich gut im Gedächnis.

So wie dein elektrischer Strom definiert ist, handelt es sich dabei auch um den sog. physikalischen Strom. Er beschreibt, wie in der Definition steht, die Anzahl der Ladungsträger bzw. deren insgesamte Ladung pro Zeit [Coulomb / Sekunde = C/s], die durch das Kabel fließen bzw. durch ein bestimmtes Kabelstück. In anderen Worten: Wieviele Elektronen bzw. deren aufsummierte Ladung in einem Kabel über ein bestimmtes Zeitintervall fließen. Hierbei schaust du dir also konkret die Elektronen an und in welche Richtung diese fließen. Das ist der physikalische Strom (bzw. die physikalische Stromrichtung).

Der technische Strom dagegen verläuft genau in die andere Richtung. Er gibt dir an, in welche Richtung theoretisch die positiven Ladungsträger fließen. Da die Protonen aber fest sind, fließen sie nicht. Was fließt, sind die Elektronen, aber diese fließen, wie oben beschrieben, in die andere Richtung. Wenn du dir ein Kabel vorstellst ist es erstmal sagen wir neutral geladen. Dann lässt du durch Spannung Elektronen von deinem Kabelende aus durch das Kabel fließen. Was passiert?
Zu Beginn waren die Elektronen eher auf deiner Seite, nah bei dir, an deinem Kabelende. Wenn sie aber von dir weg fließen, wird es bei dir langsam weniger negativ, da sich die Elektronen wegbewegen, also positiver. Sogesehen wandert die positive Ladung von dem anderen Kabelende zu dir. Und diese Stromrichtung ist die technische Stromrichtung.

Da es sich in beiden Fällen um ein und das selbe Phänomen handelt, gilt in beiden Fällen, dass es durch Spannung erzeugt wird (werden kann. Es gibt aber auch noch andere Ursachen wie magnetfelder etc., die Strom verursachen).

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Ok, also was heißt ph=5?

Der pH-Wert gibt die H3O+ Konzentration wieder. pH = -log([H3O+])
Somit
kannst du die H3O+ Konzentration bestimmen und damit die Anzahl der
Mole in 100ml Salzsäure. Nun bleibt die Molanzahl von diesen Ionen
natürlich konstant, wenn du Wasser zusätzlich hinzugibst. Nur die
Konzentration, also die Angabe von mol/l sinkt, wenn die mehr Wasser
zugibst. Grade diese Konzentration gibt dir den pH-Wert, also erreichst
du durch Zugabe von Wasser eine niedrigere H3O+-Konzentration und somit
einen höheren pH-Wert (einen alkalischeren).

Rechnung auf Blatt

Wenn du das nicht ganz genau verstanden hast, frag einfach. Es ist wirklich wichtig, dass du das verstehst und nicht einfach nur abschreibst. Merk dir den Rechenweg bzw. das Prinzip, wie man diese Rechnung rechnet, da es sonst alles sinlos ist.

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Da bitte. Hoffe konnte helfen.

Wenn noch Fragen da sind, einfach stellen ;)


PS: Habs auch nich direkt auf Anhieb so hinbekommen wie ichs da stehen hab. Musste paar mal rumprobieren weil manches mal doch nich so schöne Umformungen sich ergaben. Deshalb immer rumprobieren und nich verzweifeln, irgendwann klappts :). Und am besten weniger mit Brüchen multiplitzieren, das hab ich auch grad gemerkt. 

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