Hallo.
Ich lerne gerade fürs Zentralabi in Niedersachsen, und ich habe eine Frage, weil ich etwas nicht verstehe…
Ich habe Physik Leistungskurs und unser Lehrer hat uns empfohlen mit Leifi (von der uni münchen) zu lernen
Jetzt hab ich mir die Aufgaben ausgedruckt und auch die Lösungen, aber weil ich nicht MatheLK hab und mir grad vor lauter lernen das logische Denken fehlt frag ich euch…
Bei dieser Aufgabe
http://leifi.physik.uni-muenchen.de/web_ph12/mustera…
(die Lösungen sind unten verlinkt)
versteh ich Aufgabe b nicht.
In den Lösungen steht:
„Man sieht, dass der Betrag der Lorentzkraft mit dem Abstand vom Punkt M anwächst. Für die Arbeitsberechnung muss man daher die integrale Definition der Arbeit verwenden:“
Warum muss ich integrieren? Das verstehe ich nicht… (Sonst ist alles klar)
Kann mir jemand bitte bitte bitte helfen?
Liebe Grüße Nina
Hallo Nina!
Von Elektrodynamik versteh ich noch nix, weil kommt erst noch 
Aber:
Sollte sich die Lorentzkraft anders als proportional zum Winkel Alpha (und bei konstanter Geschwindigkeit auch proportional zur Zeit) ändern (und das tut sie offensich, denn wir haben eine Kreisbewegung und da ändern sich die Abstände ja immer „zyklisch“) musst du die allegemeine Definition von Arbeit benutzen:
Arbeit ist das Integral der Kraft über die Strecke!
Beim Hookschen Gesetz gilt:
F=D*X
Das integral ist:
E(potentiell)=1/2*D*X^2
Das geht aber eben nur (so leicht), weil hier Kraft und Auslenkung proportional sind
Und bei deinem Versuch musst du dann eben über die etwas kompliziertere Gleichung F(Lorentz)(Alpha)=… integrieren! Ja, ich kann nicht wirklich gut erklären, aber ich hab’s versucht
VG, Stefan
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Hallo!
Warum muss ich integrieren? Das verstehe ich nicht… (Sonst
ist alles klar)
Man muss immer integrieren. Nur für den Spezialfall F=const. kannst Du in der Formel
W=Integral(F ds)
das F als Konstante vors Integral ziehen, und dann wird daraus:
W=F * Integral(ds) = F*s
Leider lernt man in der Schule zuerst den Spezialfall und dann den allgemeinen Fall - notgedrungenermaßen, denn Integrieren lernt man erst viel später als elementare Physik.
Michael
Die Arbeit kannst Du eigentlich auch durch geometrische Überlegung
berechnen. Wenn Du ein Diagramm zeichnest:
horizontale Achse: Weg
nennen wir ihn mal r
vertikale Achse: Arbeit F®
dann ist ja wie berechnet
F®=(e*omega*B)*r
also ist F® eine Ursprungsgerade und die zu berechnende
Arbeit ist die Fläche zwischen dieser Geraden und der
horizontalen Achse. Die Fläche hat Dreiecksform mit
einer Seite von r=0 bis r=R. Diese Seite ist also R lang.
Die Höhe h des Dreiecks ist h=F®.
Daher ist die Fläche (1/2)*R*F® also
W=(1/2) * R * (e*omega*B)*R
W= (1/2) (e*omega*B)*R^2
Das ist eigentlich nichts anderes als die Integralberechnung und
funktioniert hier gut weil F® so einfach ist. Die Berechnung
durch formelles Integrieren hat den Vorteil, dass Du auch
Probleme mit komplizierteren F® wie zum Beispiel
F®=K*r^2
lösen kannst.
Hallo,
Vielen Dank. Dann hab ich es jetzt verstanden…
War wohl so vollgestopft mit Wissen, dass ich das einfach nicht mehr realisiert habe…
Liebe Grüße
Nina