Beschleunigung – die neusten Beiträge

Geschwidnigkeit von Elektronen im Elektronenstrahl?

Fatto diretto al punto (Ich komme direkt zum Punkt, wie der Italiener sagen würde).

Ein zylinderförmiger Elektronenstrahl hat einen Durchmesser von 0.5 mm. Der Strahl enthält 2 × 10^8 Elektronen pro Kubikmillimeter. Die Energie der Elektronen beträgt 0.3 keV.

a) Wie schnell sind die Elektronen im Elektronenstrahl?

b) Berechnen Sie den elektrischen Strom.

c) Der Elektronenstrahl durchläuft ein transversales magnetisches Feld von 2 Tesla. Berechnen Sie den Krümmungsradius der Kreisbahn im Magnetfeld.

Jensek81'scher Ansatz

a) E_kin = 1/2 m v²

Umformen zu v = Wurzel (2 E / m)

E = 0,3keV = 0,3 * 10³ * (1,6022*10^-19)

m = 9,11*10^-31 kg

Einsetzen: v = Wurzel (2 E / m) = v = Wurzel (2 * 0,3 * 10^-3 / (9,11*10^-31 kg))

= 10272468,08 m/s

b) Stromstärke Elektronenstrahl

I = n * e * A * v

n = Dichte = 2 * 10^-8 e/cm³ = 2*10^-14 e/m³

e = 1,6022 * 10^-19 C

A = π r², wobei d = 2 * r (da Zylinder) =>> 0,5 mm = 2 * r => r = 0,25 mm = 0,00025 m

V = 10272468,08 m/s (aus vorheriger Aufgabe)

Einsetzen: I = n * e * A * v = 2 * 10^-14 e/m³ * 1,6022 * 10^-19 C * π * (0,0025m)² * 10272468,08 m/s

= 6,46 * 10^-5 A

c) r = (mv)/(e*B)

= (9,11*10-31 kg * 10272468,08 m/s) / (1,6022*^10^-29 * 2 T) = 2,92*10^-5 m

Stimmt das so? Insbesodnere die 10272468,08 m/s erscheinen mir doch sehr skrupellos...

Bewegung, Geschwindigkeit, Energie, rechnen, Kraft, Elektrotechnik, Beschleunigung, Formel, kinetische Energie, Mechanik, Physik, elektrisches Feld, Kinematik

Trägheitsgesetz?

Hallo,

Ich habe mich heute etwas mit dem Trägheitsgesetz auseinandergesetzt und habe paar Fragen. Das Trägheitsgesetz geht davon aus, dass ein Körper in seiner Bewegung unveränderlich bleiben will und wird, solange keine andere Kraft auf dieses Objekt/den Körper wirkt. Damit der Körper in seiner Bewegung unveränderlich bleibt, setzt er eine entgegengesetzte Kradr aus, um seinen Bewegungszustand zu behalten. Dazu habe ich mir folgendes Expermiment angeschaut: ein Stein wird auf einer Karte platziert und die Karte auf einem Becher. Der Stein steht im ersten Moment still und will auch still bleiben, dass bedeutet gleichzeitig auch, dass er auf der Karte bleiben will (wenn er runterfällt, würde ja sein Bewegungszustand verändert werden). Wenn man ja sagt, dass ein Körper träger ist, bedeutet dies ja, dass es besser seinen Beweugungszustand beibehalten kann. Wenn wir jedoch die Karte schnell wegziehen, kann der Stein nicht (habe ich so gelesen) reagieren und fällt runter. Je größer die Masse, desto träger ein Körper. Aber warum fällt dann ein schwerer Stein dann schon bei langsamen wegziehen runter und ein kleinerer (kleinere Masse) nicht? Wenn es ja träger ist. Ich glaube ich habe einen kleinen Denkfehler, aber komme gerade nicht auf die Lösung. Außerdem weiß ich noch, dass man zwischen stillstehenden Körperen und sich bewegenden Körpern unterscheiden muss. (Bewegende Körper wollen ihrer Bewegungszustand beibehalten, also bei einer Bremsung gehen wir auch im Auto nach vorne). (Wenn wir aber still stehen, wollen wir ja still stehen bleiben).

Kann mir jemand dieses Experiment ganz genau erklären, wie welche Kräfte wirken?

Zudem, ich versteh zwar gut warum wir beim bremsen nach vorne gehen. Jedoch verstehe ich nicht ganz, warum man beim Beschleunigen in den Sitz gepresst wird. (Ist es weil wenn wir beschleunigen, gehen wir ja nach vorne, unser Körper jedoch, will seinen Bewegungszustand nicht wechseln und wirkt mit einer Kraft entgegen?)

Geschwindigkeit, Kraft, Beschleunigung

Anwendung des Energierhaltungssatzes der Mechanik?

Eine Kugel mit der Masse m=2kg fällt aus der Höhe h=20cm auf eine Feder mit D=1,2*10^3 N/m. Um welche Strecke wird die Feder zusammengedrückt.

Das ist die 1. Aufgabe die ich für den Physik Unterricht machen soll, aber nicht vollständig verstehe.

Folgendes habe ich schon selbst herausgefunden:

h=0,5*v^2 /g um mithilfe des Energieerhaltungssatzes die Höhe berechnen zu können. Ekin und Epot gleichsetzen und nach h umstellen. Ich denke mal dass man so anfangen kann. (Die Formel habe ich sogar selbst herausgefunden ohne Google, wenns eins gibt in Mathe und Physik was ich kann dann Formeln umstellen). Muss ich da jetzt die Geschwindigkeit als nächstes berechnen?

Und ich hab eine zweite Aufgabe wo ich auf einem so fetten Schlauch steh wie nie zuvor:

Bei einem LKW versagen beim Bergabfahren die Bremsen. Glücklicherweise gibt es an diesem Gefälle Bremsstercken die von der Straße abbiegen und steil ansteigen. Der Fahrer lenkt deshalb seinen Wagen mit 90km/h auf eine Bremsstrecke, die unter einem Winkel von 14° gegen die waagerechte ansteigt. Wie weit fährt ein LKW die Strecke hinauf wenn 20% seiner ursprüglichen Bewegungsenergie durch Reibung und Luftwiederstand in innere Energie umgesetzt werden.

Bei Aufgabe 1 habe ich ja noch Ideen wie man es machen könnte aber bei der zweiten habe ich absolut keine Ahnung. Ich habe aber eine Skizze. Die hilft mir aber gerade nicht viel.

Könnt ihr mir bitte weiterhelfen?

Bewegung, Geschwindigkeit, Energie, Kraft, Beschleunigung, Formel, kinetische Energie, Mechanik, Physiker, Zeit, Energieerhaltung, Kinematik

Tanken mit Raketentreibstoff?

Guten Abend zusammen,

Heute mal wieder ein sehr irrsinnige und auch rein hypothetische Frage. Sicherlich gibt es logische Erklärungen, welche ich mir auch selber erschließen könnte, jedoch kenne ich mich nicht mit allen Chemikalien umfassend aus, welche als Raketentreibstoff dienen🙈

So, wie wir wissen gibt es die Möglichkeit, Raketen mit Wasserstoffperoxid zu betreiben. Soweit ich weiß würde ein Auto in welches dieser gefüllt wird sofort explodieren beim ersten Startversuch. Allerdings gibt es ja auch andere Treibstoffe für den Start einer Rakete:

- Rauchende Salpetersäure

- Stickstoffmonoxid

- flüssiger Sauerstoff

- Distickstofftetroxid

Nun zur Frage:

Was würde bei welcher Treibstoffart passieren, wenn sie in einen Verbrennungsmotor wie er beispielsweise in Autos verbaut ist gelangen würde?

Gibt es Unterschiede zwischen Benzin- und Dieselmotoren bezüglich der Reaktion auf diese Treibstoffe?

Könnte man mit einem dieser Treibstoffe tatsächlich ein Auto oder ein anderes kfz bewegen?

Was würde passieren, wenn ein Auto bewusst mit entsprechendem Raketenantrieb ausgestattet wird und mit einem solchen Treibstoff betankt wird? Zu erwartende Endgeschwindigkeit?

Falls jemand eine Antwort auf eine Frage hat, freue ich mich wenn er sein Wissen mit mir teilt. Sicherlich nicht für jeden interessant, da die Fragen reine Theorie sind.

Danke für alle Antworten:)

Auto, KFZ, Verkehr, Geschwindigkeit, Chemie, Verkehrsrecht, Beschleunigung, Physik, Raketen, Theorie, Treibstoff, hypothetisch, Raketenantrieb

Ist diese Beschleunigungs-Rechnung richtig?

Hi. Ich habe mich mal spaßeshalber an eine Physikaufgabe gesetzt und bin mir nicht ganz sicher, ob ich diese richtig gerechnet habe.

Hier einmal die Aufgabenstellung:
Bei einer wissenschaftlichen Untersuchung beschleunigte ein Wanderfalke, der auf einer Höhe von 372 m flog, von 40km/h, um nach 16 Sekunden eine Taube auf einer Höhe von 38m über dem Erdboden zu schlagen. Die horizontale Distanz zwischen den Messpunkten betrug dabei 702m.

a) Berechne die mittlere Beschleunigung des Wanderfalken während seines Sturzfluges.
Hier einmal meine Rechnung:

Ich habe zur Überprüfung auch noch einmal ChatGPT gefragt.
Die Lösung von ChatGPT und mir stimmen nicht überein.
Hier der Lösungsansatz von ChatGPT:

Zunächst müssen wir die Endgeschwindigkeit des Wanderfalken berechnen, wenn er die Taube schlägt. Wir können die kinematische Gleichung verwenden:

v_f^2 = v_i^2 + 2ad

wobei v_f die Endgeschwindigkeit ist, v_i die Anfangsgeschwindigkeit, a die mittlere Beschleunigung und d die Entfernung zwischen den Messpunkten.

Da der Wanderfalke von 40 km/h auf Null beschleunigt, ist seine Anfangsgeschwindigkeit v_i = 40 km/h = 11.11 m/s. Die Entfernung zwischen den Messpunkten ist d = 702 m. Wir setzen diese Werte in die Gleichung ein und lösen nach v_f auf:

v_f^2 = (11.11 m/s)^2 + 2a(702 m)
v_f^2 = 123.21 m^2/s^2 + 1404a
v_f^2 - 1404a = 123.21 m^2/s^2
v_f^2 = 123.21 m^2/s^2 + 1404a
v_f = sqrt(123.21 m^2/s^2 + 1404a)

Als nächstes müssen wir die Zeit berechnen, die der Wanderfalke benötigt hat, um von einer Höhe von 372 m auf eine Höhe von 38 m zu fallen. Wir können die kinematische Gleichung verwenden:

d = v_it + 0.5a*t^2

wobei d die Höhendifferenz, v_i die Anfangsgeschwindigkeit, a die mittlere Beschleunigung und t die Zeit ist. Da die Anfangsgeschwindigkeit des Wanderfalken Null ist, vereinfacht sich die Gleichung zu:

d = 0.5at^2

Wir setzen die Werte ein und lösen nach t auf:

334 m = 0.5a(16 s)^2 334 m = 128a a = 2.61 m/s^2

Schließlich können wir die mittlere Beschleunigung des Wanderfalken während des Sturzfluges berechnen, indem wir v_f und v_i sowie die Zeit, die der Wanderfalke benötigt hat, um von 372 m auf 38 m zu fallen, kennen:

a = (v_f - v_i) / t
a = (sqrt(123.21 m^2/s^2 + 1404a) - 11.11 m/s) / 16 s
a = (sqrt(123.21 m^2/s^2 + 1404*2.61 m/s^2) - 11.11 m/s) / 16 s
a = 9.81 m/s^2

Die mittlere Beschleunigung des Wanderfalken während seines Sturzfluges beträgt 9.81 m/s^2, was der Beschleunigung aufgrund der Schwerkraft entspricht.

Bild zum Beitrag
Bewegung, Schule, Mathematik, Geschwindigkeit, rechnen, Beschleunigung, Formel, Physik, Kinematik

Meistgelesene Beiträge zum Thema Beschleunigung