F = e = 1,602 * 10^-19 C

Seit wann gibt man Kräfte in Coulomb an? Und seit wann ist eine Kraft die Elementarladung? Absoluter Quatsch steht da!

Du weißt von der Aufgabe nur, dass



Für die Beschleunigung a gilt in der newtonschen Mechanik:



Die Masse m eines Elektrons lautet auf drei signifikante Ziffern gerundet:



Also lautet die Beschleunigung:



So groß ist also die Beschleunigung des Elektrons im elektrischen Feld.

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Den Zusammenhang macht das Ohmsche Gesetz klar:



Daraus kann man folgern, dass die Spannung U proportional zum elektrischen Strom ist:



und, dass der Strom I proportional zur Spannung ist:



Die elektrische Spannung ermöglich erst den Fluss der elektrischen Ladung, also ohne elektrische Spannung auch keinen Strom. Der Strom selber ist bewegte Ladung pro Zeit, deshalb gilt für den elektrischen Strom auch:



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Es gilt hier das Hookesche Gesetz mit:



Bzw. ist D (Federkonstante gesucht), also umgeformt nach D:



Damit wäre Aufgabenteil a) gelöst.

Für den anderen Aufgaben teil b) nutzen wir die Beziehung:



womit wir diesen Aufgabenteil ebenfalls gelöst hätten.

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Kraft ist in der newtonschen Mechanik eine Änderung des Impulses, hier speziell nur der Geschwindigkeit, deshalb gilt:



Die Einheit ist Newton oder kg*m/s²

Energie ist die Fähigkeit Arbeit zu verrichten und hat auch dieselbe Einheit wie die Arbeit Joule oder kgm^2/s^2 bzw. Nm. Sie ist im abgeschlossenem System (ohne Energieverlust) eine Erhaltungsgröße.

Die Arbeit hängt eng mit der Energie zusammen (s. oben). So ist die Änderung der Energie eines Körpers gleich der verrichteten Arbeit. Also gilt:



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Also erstmal, was macht dich so sicher, dass es sich hier um EINE Nullstelle handelt?

Zweite Sache ist, ist x ∈ ℂ also Element der Menge Komplexe Zahlen oder ist x ∈ ℝ also Element der Menge Reelle Zahlen? Das ist deshalb so wichtig, weil letzteres dazu führt, dass kein x die Gleichung



im Bereich der reellen Zahlen ℝ löst.

Das sagt aber auch schon der gesunde Menschenverstand, denn diese Funktion vierter Ordnung ist um 24,5 Einheiten in Ordinatenrichtung nach oben verschoben. Wie soll sie also die Abszisse schneiden?

Dennoch kannst du substituieren mit z:= x² ergibt sich



und z.B. die PQ-Formel nutzen



Wir rechnen genähert mit



also ergibt sich

 

Letztlich erkennst du bei der Rücksubstitution das Problem:

 

hier endet dann der Spaß in der Menge ℝ, es gibt aber Lösungen in ℂ, sind diese überhaupt gesucht? Für z_2 kann man das auch zeigen, da diese aber ebenfalls negativ ist im Argument der Wurzel, reicht das Beispiel mit z_1. Das Prinzip sollte klar sein.

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Es gibt viele redliche Wege dieses Problem zu lösen. Mathematisch elegant jedoch wäre wie bereits schon vorgestellt ein x auszuklammern, um die Gleichung in diese Form zu bringen:



Hier muss man nun in zwei Fälle unterscheiden:

Fall I:



denn 0 * (...) = 0, ist ja offensichtlich

Fall II:

Die Klammer mit

 

denn ... * 0 = 0

d.h. als Resümee haben wir die Lösungsmenge



alternativ dazu gibt es noch die quadratische Ergänzung.

Die Gleichung



wird in ein Binom gebracht und es wird, um es eine "legale" Operation werden zu lassen, mit (4/2)², also 2² quadratisch ergänzt.



hier würde ich nun auf beiden Seiten mit 4 addieren



und auf beiden Seiten radizieren



es folgen die Lösungen



und



womit wir ebenfalls auf unsere zuvor genannte Lösungsmenge kommen würden.

Ich weiß aus Erfahrung, dass die quadratische Ergänzung der PQ-Formel in der Universität vorgezogen wird, weshalb ich sie dir eher ans Herz legen würde als die PQ-Formel, aber der Vollständigkeit halber, zeige ich sie dir

 

und



Darüber hinaus gibt es auch etwas Anderes, ziemlich Cooles (Satz von Vieta).

 

hier ist p = 4 und q = 0

Wir müssen zwei Zahlen finden, die addiert -4 ergeben und multipliziert 0, also käme hier infrage: x_1 = -4 und x_2 = 0, dann



und



und auch dies bringt uns zu unserer Lösungsmenge L

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Dafür gibt es diese Rechnung



es ist als Geburtstagsparadoxon bekannt. Rechnet man das Ganze so weiter, dann erhält man bei exakt 23 Personen eine Wahrscheinlichkeit von 50,73%, es müssen also 23 Personen in einer Gruppe sein, damit die Wahrscheinlichkeit über 50% liegt, dass es 2 Personen gibt, welche am gleichen Tag Geburtstag haben.

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Es gilt



und außerdem bei konstanter Masse folgt aus



die allbekannte Schul-Gleichung der Kraft F



Fügen wir dies in die Ausgangsgleichung ein, folgt



Division durch m, bringt uns dann zur Lösung des Problems



wir kennen die Werte für E, m und q



Das bedeutet, dass das Elektron eine Beschleunigung von 3,51*10^15 m/s² im elektrischen Feld E erfährt.

Für die Gewichtskraft gilt allgemein



bedeutet für das Elektron



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Du benutzt hierfür die Beziehung



Für das Volumen nutzt die Formel



wobei G hier vermutlich



ist, also mit Werten eingesetzt



Die Dichte ist mit 1,8 kg / dm³ gegeben und normalerweise würden sich die Einheiten so rauskürzen, dass nur noch die Masse, hier in kg, übrig bleibt, aber wir haben das Volumen in m³ und nicht dm³

Im Folgenden rechnen wir das Volumen V in dm³ um

Wichtig an dieser Stelle ist, dass

1 m³ = 10 dm * 10 dm * 10 dm = 1000 dm³ sind, also rechnen wir



Das Ergebnis sollen wir aber in Tonnen angeben ( 1 t = 1000 kg ), also lautet die endgültige Antwort:

Das Bauwerk ist 149,5584 t schwer

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a) ist wie du vermutet hast, korrekt.

b) sieht soweit richtig aus

c) ist falsch, denn die zweite Ableitung hat zum einen keine Nullstelle und ist konstant im negativen y-Bereich, was bedeutet, dass wir konstant eine negative Steigung hätten und das siehst du selber, ist falsch.

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Benutz den von Jasper Caven, der gibt oft wissenschaftliche Antworten auf Fragen im Bereich Ernährung und Gesundheit, publizierte auch Videos mit Niko Rittenau (Ernährungswissenschaftler). Außerdem betreibt Jasper Caven Krafttraining, so wie du.

https://jasper-caven.de/kalorienrechner/

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beides gleichzeitig, weil die Reibung wegfällt

Das bei Vernachlässigung von Reibung die Körper gleich schnell unabhängig von ihrer Masse fallen, fand auch schon Galileo Galilei zu seiner Zeit heraus (s. Fallexperimente am schiefen Turm von Pisa).

Außerdem hat Apollo 15 dazu ebenfalls eine Evidenz geliefert. Da der Mond eine sehr geringe Gravitation in Relation zur Erde beispielsweise hat, kann er keine/wenig Gasmoleküle binden, um eine Atmosphäre zu haben. Dadurch ist auch hier weitgehend keine Reibung vorhanden und wie man im Video sieht, fallen beide Gegenstände so ziemlich gleich schnell auf den Boden:

https://www.youtube.com/watch?v=oYEgdZ3iEKA

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Die Frequenz f ist definiert über den Kehrwert der Periodendauer:



1400 Umdrehungen / min machen ca. 23,3 Umdrehungen / s

soweit so richtig und dann über:



die Winkelgeschwindigkeit bestimmt.

Bei deinem anderen Weg berechnet man zunächst den Umfang U eines Kreises:



Dann ermitteln wir die Bahngeschwindigkeit:



Und dann die Winkelgeschwindigkeit über:



Der Wert weicht deswegen so stark ab, da zwischendurch gerundet wurde. Mach es besser und runde erst zum Schluss!

Nachtrag: Du hast zwar die Formel richtig genutzt, allerdings hast Du dich bei der Bahngeschwindigkeit signifikant verrechnet, so dass auch das letzte Ergebnis nicht mit dem oberen übereinstimmt.

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