Physik Aufgabe Richtig gelöst?

Hallo, kann mir eventuelle jemand sagen, ob ich die folgende Aufgabe richtig gelöst habe?

Danke schonmal im Voraus

Answer 1

[evtldocha]

Kann es sein, dass ein Öltröpfchen eine Ladung hat, die kleiner ist als eine Elementarladung?

Eher nicht.

$F_{el}=Q\cdot E\ =\ Q\cdot\frac{U}{d}\ =^{\left(!\right)}\ m\cdot g\ =\ \rho\cdot V\cdot g\ =\ \rho\cdot\frac{4}{3}\pi r^3\cdot g$

Damit:

$Q=\frac{\frac{4}{3}\pi\cdot r^3\cdot\rho\cdot g\cdot d}{U}\ \approx3,21\cdot10^{-19}\ C$

Das entspricht grob 2 Elementarladungen.

Anmerkung 1: Da der Zahlenwert vor der Potenz stimmt, hast Du Dich vermutlich mit den Potenzen verhauen. Beispiel Dichte:

$0,9\ \frac{g}{cm^3}=0,9\ \frac{10^{-3}\ kg}{\left(10^{-2}\ m\right)^3}=0,9\ \cdot\ \frac{10^{-3}}{10^{-6}}\ \frac{kg}{m^3}=0,9\ \cdot10^3\ \frac{kg}{m^3}=900\ \frac{kg}{m^3}$

(macht insgesamt 6 Zehnerpotenzen im Vergleich zu Deiner Umrechnung)

Und auch Deine Radius-Umrechnung ist falsch:

$1,25\ \cdot10^{-4}\ cm\ =\ 1,25\cdot10^{-4}\cdot10^{-2}\ m\ =\ 1,25\ \cdot\ 10^{-6}\ m$

(macht wegen r³ weitere 3 Zehnerpotenzen, die Du "zu klein" rechnest)

Anmerkung 2: Genau genommen müsste man auch noch mit einer um die Dichte der Luft reduzierten Dichte des Öls rechnen, um den Auftrieb zu kompensieren.

Comments

[MyWeirdLife953]

Perfekt, das hat mir sehr weitergeholfen. Vielen Dank für die ganze Mühe :)

Answer 2

[DerZwiebel]

Das kann nicht stimmen. Die Ladung muss ein Vielfaches der Elementarladung sein und die beträgt rund 1,6*10^-19 C. Alles was bei deiner Rechnung kleiner ist, ist falsch.

Erklärung: Die Tröpfchen können nur Elektronen zuviel oder zuwenig haben. Das kleinste wäre also ein einzelnes Elektron. Es können dann zwei oder drei ober ganz viele Elektronen zuviel oder zuwenig sein. Die Ladung ist dann aber immer ein Vielfaches der Ladung eines Elektrons.

Hinweis: die Dichte ist schon falsch umgerechnet.

Comments

[MyWeirdLife953]

Alles klar, danke. Das leuchtet mir ein. Soll man die Dichte dann bei g/cm^3 belassen oder sie umrechnen (was ich getan habe)? Wenn ja, wie rechne ich es dann genau um?

[evtldocha]

@MyWeirdLife953

Soll man die Dichte dann bei g/cm^3 belassen

Nein - sonst bekommst Du ja keine korrekte SI-Einheit raus.