Physik Aufgaben, dringend Hilfe gesucht!

Hey Leute. Ich sitz jetzt schon 3 Stunden an meinen Physikaufgaben und finde einfach keine Antwort. Hiererstmaldie Fragen und dann mein Ansatz, vielleicht könnt ihr mir ja helfen,oder wenigstenssagen, ob der Ansatz richtig ist…

1.Ein konstantes Magnetfeld übt keine Kraft auf ein geladenes Objekt aus, dass sich parallel zu den Feldlinien bewegt. Erklären Sie warum.

2.Kann das Konzept des Feldes das Konzept der potentiellen Energie erklären? Erläutern Sie.

3.Der mathematische Ausdruck für die elektrische Kraft ist ähnlich dem für die Gravitationskraft. Definieren Sie eine Formel für ein Gravitationsfeld. Welcher anderen physikalischen Grösse entspricht der von Ihnen gefundene Ausdruck?

Also zu 1. habe ich überlegt es mit der Lorentzkraft zu arbeiten,aber irgendwie erklärt es das auch nicht,weil es ja eher mit der Wirkung in der Senkrechten zutun hat und in der Frage geht es ja um eine parallel gerichtete Bewegung.

Zu 2. habe ich erstmal beide Konzepte gegoogelt, aber leider wurde ich nicht ganz fündig. Ist mit Konzept einfach nur das teil an sich gemeint? Oder meint Konzept etwas anderes? So wie Prinzip?

Um 3. zu bearbeiten habe ich bis 18 Uhr Zeit und deswegen ist das nicht sooooo dringend, aber es wäre verdammt cool, wenn sich dazu auch ne Antwort oder ein Ansatz findet…

Guden,

Hey Leute. Ich sitz jetzt schon 3 Stunden an meinen
Physikaufgaben und finde einfach keine Antwort. Hiererstmaldie
Fragen und dann mein Ansatz, vielleicht könnt ihr mir ja
helfen,oder wenigstenssagen, ob der Ansatz richtig ist…

1.Ein konstantes Magnetfeld übt keine Kraft auf ein geladenes
Objekt aus, dass sich parallel zu den Feldlinien bewegt.
Erklären Sie warum.

2.Kann das Konzept des Feldes das Konzept der potentiellen
Energie erklären? Erläutern Sie.

3.Der mathematische Ausdruck für die elektrische Kraft ist
ähnlich dem für die Gravitationskraft. Definieren Sie eine
Formel für ein Gravitationsfeld. Welcher anderen
physikalischen Grösse entspricht der von Ihnen gefundene
Ausdruck?

Also zu 1. habe ich überlegt es mit der Lorentzkraft zu
arbeiten,aber irgendwie erklärt es das auch nicht,weil es ja
eher mit der Wirkung in der Senkrechten zutun hat und in der
Frage geht es ja um eine parallel gerichtete Bewegung.

Das ist doch genau die Antwort: Die Lorenzkraft (die Formel ist Dir bekannt, oder?) wirkt per Kreuzprodukt immer auf den zum Magnetfeld senkrechten Anteil der Geschwindigkeit. Ist die Bewegung nun parallel, gibt es keinen senkrechten Anteil. Oder mathematisch: Wenn v und B parallel sind, ist v x B = 0.

Zu 2. habe ich erstmal beide Konzepte gegoogelt, aber leider
wurde ich nicht ganz fündig. Ist mit Konzept einfach nur das
teil an sich gemeint? Oder meint Konzept etwas anderes? So wie
Prinzip?

Da ich nicht weiß, was ihr durchgenommen habt, kann ich auch nur raten, was euer Lehrer hören möchte.
Mathematisch-physikalisch ist es so: Eine potentielle Energie macht Sinn / kann man definieren, wenn die Energiedifferenz bei einer Bewegung nur von Anfangs- und Endort abhängt, nicht aber von der genauen Strecke, wie man von Anfang zum Ende gekommen ist. Sprich, für die Energiedifferenz ist es egal, ob man in einem direkten Weg oder mit vielen Kurven und Umwegen von A nach B gelangt ist. Dann kann man den einzelnen Punkten (A und B und überhaupt dem ganzen Raum) eine potentielle Energie zuordnen. Die Energiedifferenz (also je nach Vorzeichen / Richtung der Bewegung) für eine Bewegung von A nach B ist dann einfach die Differenz der potentiellen Energien zwischen A und B.

Mit dem Konzept eines (Kraft-)Feldes ist das genau dann verträglich, wenn die sogenannte Rotation des Feldes verschwindet (also Null ist). Man sagt auch, das Feld muss wirbelfrei sein, darf also keine in sich geschlossenen Feldlinien haben. Das Konzept der Rotation und die Herleitung dieses Zusammenhangs ist aber deutlich jenseits von Schulniveau. Insofern weiß ich nicht, was euer Lehrer hören möchte.

Um 3. zu bearbeiten habe ich bis 18 Uhr Zeit und deswegen ist
das nicht sooooo dringend, aber es wäre verdammt cool, wenn

Das ist jetzt 'n Witz, oder? Aber Du hast Glück, ich hab Deine Anfrage zeitnah gesehen und auch gerade Zeit, was zu schreiben.

sich dazu auch ne Antwort oder ein Ansatz findet…

Ich muss jetzt wieder etwas spekulieren, da ich euren Hintergrund nicht kenne. Ich gehe mal davon aus, dass die Kraft zwischen zwei Ladungen gemeint ist. Die lautet:

F_el = 1/(4 \pi \epsilon_0) q_1 q_2 / r^2.

Mit Feldstärken formuliert:

F_el = q E.

Für die Gravitation gilt:

F_grav = G m_1 m_2 / r^2.

Man sieht, die Massen haben hier die Funktion der Ladung, sind also eine Art gravitative Ladung. Ansonsten ist die Form der Gleichung dieselbe; nur der Proportionalitätsfaktor ist ein anderer.

Wenn Du Dir nun überlegst, wie das elektrische Feld für eine Ladung aussieht, könntest Du das dann analog für die Gravitation formulieren…

Hoffe, geholfen zu haben.

Vielen lieben Dank! Das hat mir sehr geholfen!

Hallo
leider ist Deine Frage eben erst (19.15 Uhr) bei mir
eingetroffen. Ganz kurz also
1)Es geht um die Lorentz-Kraft, die exakt sich nur
in Vektorschreibweise angeben lässt:
Vektor F = Ladung Q * (Geschwindigkeitsvektor v x
Feldvektor B),
dabei bezeichnet x das sogenannte Kreuzprodukt, etwas einfacher:
der Betrag von F = Q * v * B * sin(alpha),
wobei alpha der Winkel zwischen v und B ist. Da
dieser Winkel in Deiner Frage 0° beträgt, hat F den Wert 0.

2)Feld bedeutet, dass in einem bestimmten Raumgebiet auf einen Körper mit geeigneten Eigenschaften eine Kraft ausgeübt wird: im Feld der Erde wirkt eine Kraft auf einen Körper, der Masse hat und im elektrischen Feld wirkt eine Kraft auf einen Körper, der elektrisch geladen ist. Entferne ich im el. Feld einen negativ geladenen Körper immer weiter von der positiven Platte, so muss ich Arbeit verrichten und die steckt als potentielle Energie im geladenen Körper drin. Das gleiche passiert, wenn ich einen Körper der Masse m von der Erdoberfläche nach oben hebe, ich vergrößere seine potentielle Energie im Gravitationsfeld der Erde. Konzept der Potentiellen Energie und Konzept des Feldes lassen sich also gut einander zuordnen.
Frage 3) evtl. morgen.
Gruß
Jobie

Hallole,

die Betonung bei 1. liegt auf _konstantem_ Magnetfeld. Der Probekörper wird mit vernachlässigbarem Gewicht angenommen. Also muß nicht über die Orientierung des Felds bezüglich der Senkrechten nachgedacht werden.

zu 2: Natürlich ist das Prinzip gemeint.

Wie wäre es mit dem Physikbuch als Quelle oder Wikipedia?
http://de.wikipedia.org/wiki/Lorentzkraft

MfG
G. Aust

Hallo,
ich habe über 3) nachgedacht, verstehe aber nicht ganz, was mit „Formel für ein Gravitationsfeld“ gemeint sein könnte?
Vielleicht geht es um einen Vergleich von Coulombschem Gesetz und Newtonschem Gravitationsgesetz. In beiden Feldern gibt es einen Rechenausdruck für die Kraft. Beide Formeln findest Du in Wikipedia und kannst dann die einzelnen Größen (Masse - Ladung) einander zuordnen.
Ein Unterschied wird meist unterschlagen: Gravitationskraft ist immer eine Anziehungskraft, die elektrische Kraft kann auch abstoßend wirken.
Gruß
Jobie

Shade zu spät habe erst heute die email gelesen tut mir leid! Martin

Lieber TheYamiNeko,

ich bin schon nicht mehr besonders jung, habe aber mal mit großem Erfolg Physik studiert.

Eure Fragen lösen hauptsächlich Kopfschütteln aus (einen schönen Gruß an den Pauker!).

Hey Leute.
Ich sitze jetzt schon 3 Stunden an meinen Physikaufgaben und finde einfach keine Antwort. Hier erstmal die Fragen und dann mein Ansatz, vielleicht könnt ihr mir ja helfen oder wenigstens sagen, ob der Ansatz richtig ist…

  1. Ein konstantes Magnetfeld übt keine Kraft auf ein geladenes Objekt aus, dass sich parallel zu den Feldlinien bewegt. Erklären Sie warum.

Dazu habe ich überlegt, mit der Lorentzkraft zu arbeiten.

Richtig, und die sagt aus, es ist einfach so. Wir erforschen, WIE die Natur ist, nicht WARUM.

2.Kann das Konzept des Feldes das Konzept der potentiellen Energie erklären? Erläutern Sie.

Dazu. Ist mit Konzept einfach nur das Teil an sich gemeint? Oder meint Konzept sowas wie Prinzip?

Ich denke, Konzept meint sowas wie Prinzip. Aber das macht die Frage nicht weniger rätselhaft. Die potentielle Energie ergibt sich aus der räumlichen (mathematischen) Struktur (Eigenschaft) eines Feldes (nicht jedes Feld hat ein Potential). Und die Mathematik (Vektoranalysis) wird doch wohl an der Schule noch nicht behandelt, oder doch?

  1. Der mathematische Ausdruck für die elektrische Kraft ist ähnlich dem für die Gravitationskraft. Definieren Sie eine Formel für ein Gravitationsfeld. Welcher anderen physikalischen Grösse entspricht der von Ihnen gefundene Ausdruck?

Um 3. zu bearbeiten habe ich bis 18 Uhr Zeit und deswegen ist das nicht sooooo dringend, aber es wäre verdammt cool, wenn sich dazu auch ne Antwort oder ein Ansatz findet…

Sooo schnell können die Experten im w-w-w-Portal leider nicht reagieren.

Ich habe noch nie 'ne Formel definiert, und die Frage, welcher anderen physikalischen Größe der Ausdruck für die Schwerkraft
(gamma*m*M/r², gamma = Gravitationskonstante)
(oder deren FELD ???) entspricht müsste wohl an den vorausgegangenen Unterricht anknüpfen.

mfG roterstein

Zu 1.) ist Dein Ansatzgedanke korrekt. Die Lorentzkraft ist laut Definitionsgleichung auch vom Winkel zwischen Feld- und Bewegungsrichtung abhängig, genauer vom Sinus dieses Winkels und der ist in der Aufgabenstellung gleich Null (Parallelität).
Zu 2.) Das Konzept des Feldes geht von Krafteinwirkungen in Abhängigkeit vom Ort aus. Etwas Analoges tut das Konzept der potenziellen Energie, das gespeicherte Arbeit vom Ort abhängig macht.
Zu 3.) Keine Ahnung, was der Aufgabensteller da will.

Ich hoffe, ich konnte Dir wenigstens etwas helfen.

Gruß, t.

1.Ein konstantes Magnetfeld übt keine Kraft auf ein geladenes
Objekt aus, dass sich parallel zu den Feldlinien bewegt.
Erklären Sie warum.

2.Kann das Konzept des Feldes das Konzept der potentiellen
Energie erklären? Erläutern Sie.

3.Der mathematische Ausdruck für die elektrische Kraft ist
ähnlich dem für die Gravitationskraft. Definieren Sie eine
Formel für ein Gravitationsfeld. Welcher anderen
physikalischen Grösse entspricht der von Ihnen gefundene
Ausdruck?

Also zu 1. habe ich überlegt es mit der Lorentzkraft zu
arbeiten,aber irgendwie erklärt es das auch nicht,weil es ja
eher mit der Wirkung in der Senkrechten zutun hat und in der
Frage geht es ja um eine parallel gerichtete Bewegung.

Zu 2. habe ich erstmal beide Konzepte gegoogelt, aber leider
wurde ich nicht ganz fündig. Ist mit Konzept einfach nur das
teil an sich gemeint? Oder meint Konzept etwas anderes? So wie
Prinzip?

Um 3. zu bearbeiten habe ich bis 18 Uhr Zeit und deswegen ist
das nicht sooooo dringend, aber es wäre verdammt cool, wenn
sich dazu auch ne Antwort oder ein Ansatz findet…

Sorry, kann leider nicht helfen. LMVBBB

  1. beachte den Kraftverlauf im magnetischen Feld
  2. Ja!
  3. versuche beide Kräfte gleichzusetzen