Physik Frage - Fadenstrahlröhre?

Welche Antwort stimmt hier? Kann mir das jemand erklären?
Hätten die Elektronen in der Fadenstrahlröhre eine größere Masse*, wäre der Radius der Kreisbahn...

* Annahme: Magnetfeld sowie Ladung und Geschwindigkeit des Elektrons bleiben unverändert.

• kleiner, da die Lorentzkraft größer wäre.
• größer, da die Zentrifugalkraft größer wäre
• -größer, da die Zentripetalkraft größer wäre.
• -gleich, da sowohl Zentrifugal- als auch Lorentzkraft unverändert blieben.

Answer 1

[Halswirbelstrom]

LG H.

Answer 2

[Clemens1973]

Richtig ist die zweite Aussage. Die Lorentzkraft ändert sich nicht, da gemäss Annahme die Ladung, die Geschwindigkeit und das Magnetfeld unverändert bleiben sollen. Für die Bahnkurve gilt im mitrotierenden System (nur in einem solchen tritt eine Zentrifugalkraft auf) Lorentzkraft=Zentrifugalkraft: $\frac{mv^2}{r}=evB\,\Leftrightarrow\,r=\frac{mv}{eB}$

Nimmt die Masse zu, vergrössert sich die Zentrifugalkraft (linke Seite) und damit der Bahnradius r.

Woher ich das weiß: Studium / Ausbildung

Comments

[Wechselfreund]

Da könnte man doch auch über die Zentripetalkraft argumentieren?

[Clemens1973]

@Wechselfreund

Ja, aber meiner Meinung nach ist die Aussage "... größer, da die Zentripetalkraft größer wäre." nicht richtig oder zumindest missverständlich, denn die Zentripetalkraft (=Lorentzkraft in diesem Fall) ändert ja nicht bei einer Vergrösserung der Masse. Man könnte sagen, dass bei konstantem Radius und Geschwindigkeit die für eine Kreisbewegung notwendige Zentripetalkraft zunimmt, wenn die Masse zunimmt.

[Wechselfreund]

@Clemens1973

Ich meine eben, dass beide Antworten richtig sind, denn die Ansatzgleichungen stimmen ja überein.

[Clemens1973]

@Wechselfreund

M.E. kommt es darauf an, was man hier unter Zentripetalkraft versteht. Versteht man darunter die Kraft, die bei einer bestimmten Kreisbahn in Richtung Mittelpunkt wirken muss/müsste, dann teile ich diese Meinung. Versteht man darunter die tatsächlich wirkende, radial zum Zentrum gerichtete Kraft (hier die Lorentzkraft), dann würde die Aussage nicht zutreffen.

Ich finde ohnehin, dass der Begriff der Zentripetalkraft oft für Verwirrung sorgt, noch fast mehr als die eigentlich klar definierte Zentrifugalkraft. Klarer finde ich den Begriff der Zentripetalbeschleunigung.