Klausur Millikanversuch und Plattenkondensator Inhalt: Öltröpfchenversuch, Kräfte und Bewegungen am Kondensator Lehrplan: Elektrisches Feld Kursart: 3-stündig Download: als PDF-Datei (33 kb) Lösung: vorhanden Klausur: vorhanden! Hier geht's zur Lösung dieser Klausur... 127
Die Coulombkraft, die auf eine Ladung $Q$ im elektrischen Feld wirkt, können wir mit $F_{el} = Q \cdot E$ ersetzen. Nach Einsetzen kann noch vereinfacht werden. Insgesamt erhalten wir: $Q = \frac{4}{3} \cdot \pi \cdot g \cdot \rho' \cdot \frac{d}{U} \cdot r^{3}$ Dabei ist $g$ die Erdbeschleunigung, $d$ der Plattenabstand, $U$ die an den Kondensator angelegte Spannung und $\rho' = \rho_{Öl} - \rho_{Luft}$ die reduzierte Dichte. Wir kennen fast alle Größen aus dieser Gleichung – nur den Radius $r$ des Tröpfchens nicht. (Anmerkung für Interessierte: Die Tröpfchen sind so klein, dass wir im Mikroskop genau genommen nicht die Tröpfchen, sondern nur ihre Beugungsringe sehen können. Deswegen können wir ihre Größe nicht einfach abmessen. ) Um den Radius des Tröpfchens zu bestimmen, können wir aber die Sinkphase ausnutzen. Millikan versuch aufgaben lösungen bayern. Die Sinkphase Um die Sinkphase beobachten zu können, schalten wir die Spannung am Kondensator ab. So fällt die nach oben wirkende Kraft $F_{el}$ weg und das Tröpfchen beschleunigt nach unten.
Das Volumen einer Kugel wird berechnet mit: Die elektrische Kraft oder auch Coulomb-Kraft wird berechnet mit der Ladung q, dem Abstand d der Kondensatorplatten und der Kondensatorspannung U K Nun setzen wir all diese Kräfte in das hergeleitete Kräftegleichgewicht ein und erhalten: Wie wir vorher festgelegt haben, wird in der Regel die Auftriebskraft F A nicht berücksichtigt, weil sie so klein ist. Millikan versuch aufgaben mit lösungen. Daher gilt dann F G =F el Der Millikan-Versuch soll die Ladung q eines Teilchens bestimmen. Daher stellen wir nach q um und erhalten folgende Formel: Die Ladung q eines Teilchens bei der Durchführung des Millikan-Versuchs berechnest du mit der Formel: m: Masse des Teilchens g: Fallbeschleunigung d: Abstand Kondensatorplatten U K: Kondensatorspannung Die Ladung q ist allerdings nicht die Elementarladung e, die beim Millikan-Versuch bestimmt werden soll. Millikan-Versuch: Diagramm und Ergebnisse Das Experiment wird mehrfach durchgeführt und für jedes Öltröpfchen muss eine neue Spannung eingestellt werden, weil jedes Tröpfchen unterschiedlich schwer und geladen ist und daher auch eine andere elektrische Kraft braucht, um am Schweben zu sein.
Aufgabe MILLIKAN-Versuch Schwierigkeitsgrad: mittelschwere Aufgabe Robert Andrews MILLIKAN (1868 - 1953) Bundesarchiv, Bild 102-12631 / CC-BY-SA [ CC-BY-SA-3. 0-de], via Wikimedia Commons a) Erläutern Sie das physikalisch bedeutsamste Ergebnis des MILLIKAN-Versuchs. b) Skizzieren und beschreiben Sie das Wesentliche des Versuchsaufbaus. In einem vertikal gerichteten homogenen elektrischen Feld der Stärke \(10 \cdot 10^{ 4} \rm{\frac{V}{m}}\) schwebt ein positiv geladenes Öltröpfchen der Masse \(3, 3\cdot10^{-12}\rm{g}\). c) Erläutern Sie, wie das elektrische Feld gerichtet sein muss, damit sich der Schwebezustand einstellen kann. Millikan versuch aufgaben lösungen zu. d) Berechnen Sie, wie viele Elementarladungen das Tröpfchen trägt. e) Bei den üblichen Elektrostatik-Versuchen in der Schule tritt die Ladungsquantelung nicht zu Tage. Nennen Sie einen Grund, woran dies liegt. Erhärten Sie ihre Aussage, indem Sie abschätzen wie viele Elementarladungen auf der Platte eines Kondensators sitzen, der die Kapazität von \(1, 0\rm{nF}\) hat und an dem die Spannung von \(5, 0\rm{kV}\) liegt.
Hinweis: Bei dieser Lösung von LEIFIphysik handelt es sich nicht um den amtlichen Lösungsvorschlag des bayr. Kultusministeriums. a) Der Gewichtskraft halten die elektrische Kraft und die Auftriebskraft des Öltröpfchens im Medium Luft die Waage. Millikan-Versuch: Abbildung, Formeln & Übungen. b) Aus dem Kräftegleichgewicht von Gewichtskraft und elektrischer Kraft ergibt sich\[{F_{\rm{G}}} = {F_{{\rm{el}}}} \Leftrightarrow m \cdot g = E \cdot 2 \cdot e = \frac{U}{d} \cdot 2 \cdot e \Leftrightarrow m = \frac{U \cdot 2 \cdot e}{{d \cdot g}} \]Einsetzen der gegebenen Werte liefert\[m = \frac{{255{\rm{V}}\cdot 2 \cdot 1, 602 \cdot {10^{ - 19}}{\rm{As}}}}{{5, 00 \cdot {{10}^{ - 3}}{\rm{m}} \cdot 9, 81\frac{{\rm{m}}}{{{{\rm{s}}^{\rm{2}}}}}}} = 1, 67 \cdot {10^{ - 15}}{\rm{kg}}\] c) Die Auftriebskraft \({{F_{\rm{A}}}}\) ist gleich dem Gewicht der verdrängten Luft.
Die Ladung q des schwebenden Tröpfchens berechnest du mit der Masse m, der Fallbeschleunigung g, dem Abstand d und der Kondensatorspannung U: Die Spannung des Plattenkondensators wird erhöht, bis die elektrische Kraft die Schwerkraft ausgleicht, und das Öltröpfchen am Schweben ist. Die elektrische Kraft F el des Kondensators ist beim Schweben genauso groß wie die Schwerkraft F G und Auftriebskraft F A zusammen, es herrscht ein Kräftegleichgewicht. Das Kräftegleichgewicht lautet: F G =F el +F A, die Auftriebskraft ist allerdings so klein, dass sie meist vernachlässigt werden kann.
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#1 Hallo, ich hoffe ihr könnt mir ein bisschen weiterhelfen, und zwar: Bei dem Opel meiner Mutter, 4 Jahre alt und etwas mehr als 40. 000km Laufleistung, wurden abgefahrene Bremsbeläge festgestellt.. Sie wurden gewechselt und nun wurde eine Rechnung von 500€ gestellt.. Sie hat es einfach blauäugig abgenickt ohne evtl. dieses von einer weiteren Werkstatt prüfen zu lassen, ob es denn zwingend notwendig ist.. Corsa d bremsen vorne wechseln online. (Sie hat es bei einer Opel Vertragswerkstatt machen lassen). Ich befürchte, dass die Werkstatt die Bremsen einfach nun gewechselt hat, um etwas Geld zu verdienen, da das Geschäftsjahr vielleicht nicht so gut lief und sie für die Bilanz einfach noch ein bisschen Geld brauchten (zwar eine harte, aber mögliche Unterstellung). Nun meine Frage an euch: Kann es wirklich sein, dass nach so kurzer Zeit bzw. so kurzer Laufleistung die Bremsbeläge schon gewechselt werden müssen? Zur Information: Meine Mutter ist eine eher defensive Fahrerin, die beim Runterschalten, den Motor oft bremsen lässt und eigentlich keine Vollbremsungen gemacht hat.