Physik Induktionsspannung?
Hey, das ist das erste und hoffentlich auch einzige mal, dass ich hier nach der Lösung oder Erklärung für eine Schulaufgabe frage, aber ich hab echt nen riesen Knoten im Hirn und komm nicht weiter...
Hier die Aufgabenstellung:
Ein horizontal gerichtetes homogenes Magnetfeld zeigt nach Norden. Senkrecht zu seinen Feldlinien befindet sich in waagerechter Lage ein Metallstab. Welches Ende des Stabes wird negativ aufgeladen wenn man ihn frei fallen lässt?
Danke im Vorraus🥺❤
3 Antworten
In einem Bewegten Bezugssystem gilt für die Kraft auf Ladungen die sogenannte Lorentzkraft also F = q*E+q*vxB wir haben Elektronen also negative Ladungsträger somit ist q negativ und das Elektrische Feld ist nach der Angabe 0 womit sich für F ergibt: F=-e*vxB uns interessiert nur die Richtung der Kraft und nicht ihre größe womit hier eigentlich nur noch -vxB interessant ist.
Jetzt verwenden wir die Rechte Handregel. Unser Daumen zeigt in Richtung dessen was vor dem x steht, also in unserem Fall v. Der Zeigefinger zum anderen also B.
v geht nach unten und B ist horizontal. Der Mittelfinger zeigt jetzt zur Seite.
Weil in der Formel oben ein Minus steht werden die Elektronen entgegen der Richtung vom Mittelfinger gedrückt. Also in diesem Fall nach Westen.
Grundsätzlich gilt für die Lorentzkraft das sie immer in die Verbleibende Richtung im Dreidimensionalen Raum geht. Da das Magnetfeld vom Süden nach Norden verläuft und der Stab von oben nach Unten fällt, kann die Lorentzkraft nur noch in Süd-Ost oder Ost-Süd Richtung wirken.
Das - in der Formel kannst du übrigens wegbekommen indem du die beiden Sachen um das x vertauscht also -vxB = Bxv und da kannst du wieder die Rechte Handregel verwenden und du kommst auch hier zum Ergebnis Westen.
x nennt sich übrigens das Kreuzprodukt der Vektoren.
Wenn die rechte (Daumen) Handregel noch stimmt, dann müßte das rechts sein.
Bitte überprüfen
Es gilt dabei die linke Hand-Regel (weil Elektronen), bzw. die rechte Handregel mit umgekehrten Vorzeichen.
Daumen zeigt in Richtung der Bewegung (nach unten), Zeigefinger in Richtung des Magnetfeldes (nach Norden - nehmen wir an, ich schaue in die Richtung und halte den Finger von mir in Blickrichtung), dann zeigt der Zeigefinger der rechten Hand nach rechts. Das ist die Richtung der Kraft, die auf ein positiv geladenes Teilchen wirken würde. Demzufolge sammeln sich die Elektronen auf der linken Seite.