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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 13:27 Di 18.10.2005 | | Autor: | Timo17 |
Hi,
wäre nett wenn ihr mir bei folgender Aufgabe helfen könntet:
Im H-Atom haben Kern und Elektron die Ladung +/- 1,6*10^-19 C.
1.Berechnen Sie die Anziehungskräfte (Abstand r=5,3*10^-11m)
2.Berechnen Sie die Anziehungskraft aufgrund der Gravitation
(me=9,1*10^-31kg ; G=6,7*10^-11 N m² kg^-2).
3.Wie viel Energie (in eV) ist zur Ionisierung nötig?Hinweis:Das Elektron muss "ins Unenendliche" transporttiert werden.
zu 1)
Die Kraft in diesem Feld wird doch durch diese Formel ausgedrückt:
F=1/(4 π ε ) * (q.Q)/r²
Würde dann einfach r einsetzen und für q*Q würde ich 2*(1,6)²*(10^-19)² einsetzen.Dann kommt heraus:
F=8,68 * 10^-18N
Stimmt das?
zu 2)
Das Gravitationsgesetz lautet ja: F= γ * (mM/r²)
und für die Gravitationsfeldstärke G : G= γ *(M/r²)
Was setze ich denn nun für m bzw. M ein?
Die Gravitationskonstante γ ist mir ja bekannt.
zu 3)
da komme ich nun gar nicht weiter...kann mir da jemand helfen die Frage zu beantworten?
Vielen Dank im Voraus.
MfG
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 17:56 Di 18.10.2005 | | Autor: | leduart |
Hallo Timo
> Hi,
> zu 1)
> Die Kraft in diesem Feld wird doch durch diese Formel
> ausgedrückt:
> F=1/(4 π ε ) * (q.Q)/r²
> Würde dann einfach r einsetzen und für q*Q würde ich
> 2*(1,6)²*(10^-19)² einsetzen.Dann kommt heraus:
> F=8,68 * 10^-18N
> Stimmt das?
Zahlen hab ich nicht nachgerechnet, aber der Faktor 2 ist falsch.Und [mm] 10^{-18} [/mm] stimmt sicher nicht! hast du r oder [mm] r^{2} [/mm] eingesetzt und auch [mm] 10^{-11} [/mm] quadriert?
q*Q= (1,6)²*(10^-19)²
> zu 2)
> Das Gravitationsgesetz lautet ja: F= γ * (mM/r²)
> und für die Gravitationsfeldstärke G : G= γ *(M/r²)
>
> Was setze ich denn nun für m bzw. M ein?
m=Elektronenmasse, M Protonenmasse. findest du sicher in deinem Buch.
> Die Gravitationskonstante γ ist mir ja bekannt.
>
> zu 3)
>
> da komme ich nun gar nicht weiter...kann mir da jemand
> helfen die Frage zu beantworten?
Kennst du die Energie im Coulombfeld? im Abstand r hat das Elektron gegenüber unendlich erstens eine negative potentielle Energie, zweitens "kreist" es und hat deshalb positive kinetische Energie. In Unendlich hat es dann kin. und pot. Energie Null. Die Differenz muss man als "Ionosationsarbeit leisten.
[mm] W_{pot}=\bruch{q*Q}{4*\pi*\epsilon*r} [/mm] (wird negativ, da Q,q verschiedene Vorzeichen); [mm] W_{kin}=0,5mv^{2}, [/mm] v bekommst du aus Zentripetalkraft = Coulombkraft, weil du in b) gezeigt hast, dass die Gravitationskraft keine Rolle spielt.
Ich hoff, den Rest schaffst du.
Wenn du Konstanten suchst: ![[]](/images/popup.gif) gutes Tafelwerk
Gruss leduart
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 18:20 Di 18.10.2005 | | Autor: | Timo17 |
Hi nochmals,
zu 1)
wieso ist der Faktor 2 falsch?
Habe es jetzt nochmal ohne den Faktor 2 gerechnet und alles richtig aus meiner Sicht eingesetzt.So wie du es beschrieben hast.Habe dann jetzt 2,3 * 10^-6 herausbekommen.Ist das richtig?
zu 2)
mir fällt gerade auf,dass mir dort r fehlt.In der Aufgabe steht das ja auch nicht.Welches r nehme ich da?
zu 3)
du hast folgendes geschrieben:
[mm] W_{pot}=\bruch{q*Q}{4*\pi*\epsilon*r} [/mm] (wird negativ, da Q,q verschiedene Vorzeichen); [mm] W_{kin}=0,5mv^{2}, [/mm] v bekommst du aus Zentripetalkraft = Coulombkraft, weil du in b)
Sehe da durch die Rechnung nicht durch...könntest du das ( [mm] W_{pot}=\bruch{q*Q}{4*\pi*\epsilon*r} [/mm] ) nochmal sauber aufschreiben?Blicke da durch deine Zeichen nicht durch :-(
Wie bekomme ich jetzt genau v heraus.Die Formel der Zentripetalkraft ist ja : F=v²/r * m
Hoffe,dass du mir nochmal helfen könntest!
MfG
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 20:29 Di 18.10.2005 | | Autor: | Loddar |
Hallo Timo!
> Sehe da durch die Rechnung nicht durch...könntest du das (
> [mm]W_{pot}=\bruch{q*Q}{4*\pi*\epsilon*r}[/mm] ) nochmal sauber
> aufschreiben?
Das müsste nun lesbar(er) sein ...
Gruß
Loddar
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 20:53 Di 18.10.2005 | | Autor: | Timo17 |
Kann mir noch jemand bei den beiden Fragen zu den 2 Aufgaben helfen?Wäre nett!
zu 1)
wieso ist der Faktor 2 falsch?
Habe es jetzt nochmal ohne den Faktor 2 gerechnet und alles richtig aus meiner Sicht eingesetzt.So wie du es beschrieben hast.Habe dann jetzt 2,3 * 10^-6 herausbekommen.Ist das richtig?
zu 2)
mir fällt gerade auf,dass mir dort r fehlt.In der Aufgabe steht das ja auch nicht.Welches r nehme ich da?
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(Antwort) fertig | | Datum: | 21:04 Di 18.10.2005 | | Autor: | leduart |
Hallo Timo
> Hi nochmals,
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> zu 1)
> wieso ist der Faktor 2 falsch?
Es sind zwar 2 Ladungen, aber die Formel sagt doch q*Q und damit sind beide Ladungen berücksichtigt.
> Habe es jetzt nochmal ohne den Faktor 2 gerechnet und
> alles richtig aus meiner Sicht eingesetzt.So wie du es
> beschrieben hast.Habe dann jetzt 2,3 * 10^-6
das ist falsch! rechne nach [mm] \epsilon=8,85*10^{-12}. [/mm] Am besten ist du rechnest die Zahlen ohne Zehnerpotenzen zuerst, und danach die Zehnerpotenzen.
Mein Ergebnis gerundet [mm] 8*10^{-8}N
[/mm]
> zu 2)
> mir fällt gerade auf,dass mir dort r fehlt.In der Aufgabe
> steht das ja auch nicht.Welches r nehme ich da?
Das r aus 1. ist der Radius auf dem das Elektron nach dem Bohrschen Modell kreist.
> zu 3)
> du hast folgendes geschrieben:
> [mm]W_{pot}=\bruch{q*Q}{4*\pi*\epsilon*r}[/mm] (wird negativ, da
> Q,q verschiedene Vorzeichen); [mm]W_{kin}=0,5mv^{2},[/mm] v bekommst
> du aus Zentripetalkraft = Coulombkraft, weil du in b)
>
> Sehe da durch die Rechnung nicht durch...könntest du das (
> [mm]W_{pot}=\bruch{q*Q}{4*\pi*\epsilon*r}[/mm] ) nochmal sauber
> aufschreiben?Blicke da durch deine Zeichen nicht durch :-(
Wurde inzwischen verbessert, lies nach! Aber eigentlich müsst ihr das auch in der Schule gemacht haben, sonst kann man die Rechnung nicht durchführen!
> Wie bekomme ich jetzt genau v heraus.Die Formel der
> Zentripetalkraft ist ja : F=v²/r * m
v²/r * [mm] m=\bruch{q*Q}{4*\pi*\epsilon*r^{2}} [/mm] daraus [mm] m/2*v^{2}
[/mm]
> Hoffe,dass du mir nochmal helfen könntest!
Hiermit erfolgt!
Gruss leduart
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