Physik Übungsfragen (Page 4).doc

Inhomogenes elektrisches Feld: Da E ~ 1/r² ist die Kraft nicht konstant und ist unmittelbar bei Q am größten.

22. Wie leitet sich aus der Formel des elektrischen Potentials die Formel der elektrischen Spannung ab?

23. Erklären Sie die Formeln von Stromstärke, Stromdichte, Arbeit und Leistung des elektrischen Stroms.

Stromstärke:

Stromdichte:

Arbeit:

W = e x U

W = Q x U = U x I x t

Leistung:

P = U x I

24. Erklären Sie das Gewicht eines Körpers. Formel für die Fallbeschleunigung und wie groß ist dieser auf den 50. Breitgrad?

Im Gravitationsfeld (Schwerefeld) der Erde erfährt jeder Körper eine Kraft = Schwerkraft oder Gewicht G des Körpers.

Erdanziehungskraft zeigt in Richtung Erdmittelpunkt. Es sei M die Masse der Erde, m die Masse des Körpers und R der Erdradius. Dann ergibt sich für dem Betrag des Gewichts mit der Fallbeschleunigung

Der Zahlenwert von g schwankt von Ort zu Ort, auf dem 50. Breitengrad: g = 9,81 m/s²

Fallbeschleunigung ist abhängig von Höhe h über Erdoberfläche

25. Leiten Sie die Formel für die Auslenkung einer Balkenwaage ab und erläutern Sie die Empfindlichkeit.

Die Balkenwaage stellt einen dreiarmigen Hebel dar: zwei Hebel der Länge l, die zusammen den Waagebalken 2l bilden, und ein weiterer Hebel für den Zeiger. Die Masse von Balken und Zeiger zusammen sei M (vereinigt im Schwerpunkt S).Im Gleichgewicht muß die Summe der Drehmomente auf der einen Seite des Drehpunktsgleich der Summe auf der anderen Seite sein.

 

Empfindlichkeit: e = j / Dm

26. Beschreiben Sie das Verhalten von elektrischen Dipolen im homogenen und im inhomogenen elektrischen Feld.

Dieser Dipol erfährt in einem elektrischen Feld eine Kraft, die von der Art des elektrischen Feldes und von der Lage des Dipols im Feld abhängt.

     Homogenes elektrisches Feld

      wenn der Dipol parallel zur elektrischen Feldstärke liegt, ist die Summe der Einzelkräfte –Q x E und +Q x E gleich null.

      Liegt der Dipol beliebig im Feld (α = Winkel zwischen Dipolachse und Feldrichtung), so erfährt er ein Drehmoment , das ihn in Feldrichtung bringen will.

Das Drehmoment verschwindet, sobald das Dipolmoment parallel zur Feldstärke steht.

     Inhomogenes elektrisches Feld
Elektrische Feldstärke ist längs Feldlinien nicht konstant ] Feldgra- dient, dh das elektrische Feld ändert sich entlang um .

Auf den Dipol wirkt sowohl ein Drehmoment als auch eine resultierende Kraft, die den Dipol in Richtung zunehmender Feldstärke zieht.

27. Wie erkennen Sie einen ohmschen Widerstand an den Kennlinien des Leiters? Formel für den elektrischen Widerstand und für den Kennwert des Widerstands?

Wenn sich Ladungen in Materie bewegen, so stellt diese dem Stromfluss den sog. Elektrischen Widerstand entgegen (Reibungskräfte). Daher muss, um elektrische Ladungen durch Materie zu transportieren, im Leiter ein elektrisches Feld E ¹ 0 vorhanden sein, dh es muss eine Spannung U ¹ 0 anliegen, damit der Stromfluss aufrechterhalten und die Reibungskräfte kompensiert werden.

Der elektrische Widerstand R eines Leiters wird definiert durch (Ohm‛ sches Gesetz)

Einheit:

Der Leitwert G eines Leiters ist als Kehrwert des Widerstands definiert