Wie ist die Beschleunigungsspannung?
Ein Kügelchen liegt auf der unteren Platte eines Plattenkondensators mit dem Abstand 5 cm.
Die Masse des Kügelchens beträgt 1 g.
Bei einer bestimmten Beschleunigungsspannung erhält das Kügelchen die Ladung q=10*10^-5 C und fliegt mit a=0,2 m/s^2.
Wie hoch muss diese Spannung sein?
... erhält das Kügelchen die Ladung..
nicht vielleicht mit der Ladung?
Wie sollte das Kügelchen die Ladung erhalten?
Mit der Ladung
2 Antworten
Die durch das Feld wirkende Kraft q*E = q*U/d muss die Schwerkraft ausgleichen und zusätzlich für eine Beschleunigung sorgen:
F = mg +ma = q*U/d
Die Beschleunigungsspannung ist der Spannungsunterschied zwischen den Platten eines Kondensators, der zur Beschleunigung geladener Teilchen in einem Teilchenbeschleuniger verwendet wird. Im Falle eines Plattenkondensators ist die Beschleunigungsspannung die Spannungsdifferenz zwischen der oberen und der unteren Platte des Kondensators.
Um die Beschleunigungsspannung in dieser Situation zu berechnen, müssen Sie die Ladung der Perle, die Masse der Perle und die Beschleunigung der Perle kennen. Aus den Angaben wissen Sie, dass die Perle eine Ladung von q = 10 * 10^-5 C und eine Masse von 1 g hat. Sie wissen auch, dass die Perle mit einer Geschwindigkeit von a = 0,2 m/s^2 beschleunigt.
Um die Beschleunigungsspannung zu ermitteln, kann man die Gleichung V = F / q verwenden, wobei V die Beschleunigungsspannung, F die auf die Perle wirkende Kraft und q die Ladung der Perle ist. Da die auf das Kügelchen wirkende Kraft gleich seiner Masse mal seiner Beschleunigung ist (F = ma), kann man dies in die Gleichung einsetzen und erhält V = ma / q.
Setzt man die bekannten Werte für m, a und q ein, erhält man:
V = (1 g * 0,2 m/s^2) / (10 * 10^-5 C)
V = 0,002 V
Daher beträgt die Beschleunigungsspannung in dieser Situation 0,002 V.