Aufgaben zu den Grundlagen über Felder - Versionsgeschichte

Patrick.Nordmann: /* 2) Gravitationsfeldstärke im All */

2026-06-16T11:22:26Z

‎2) Gravitationsfeldstärke im All

Patrick.Nordmann: /* Ladung als Quellenstärke und der Fluss eines Feldes */

2026-06-16T11:17:22Z

‎Ladung als Quellenstärke und der Fluss eines Feldes

Patrick.Nordmann: /* Potential */

2026-03-23T17:12:50Z

‎Potential

Patrick.Nordmann am 27. Juni 2017 um 16:47 Uhr

2017-06-27T16:47:43Z

Patrick.Nordmann: /* Potential */

2017-06-06T06:30:02Z

‎Potential

Patrick.Nordmann: /* Potential */

2017-05-18T17:51:21Z

‎Potential

Patrick.Nordmann: /* Potential */

2017-05-18T16:25:05Z

‎Potential

Patrick.Nordmann: /* Potential */

2017-05-18T16:22:21Z

‎Potential

Patrick.Nordmann: /* Feldstärke */

2017-03-07T10:02:25Z

‎Feldstärke

Patrick.Nordmann: /* Graphische Darstellung von Feldern */

2016-11-30T20:08:56Z

‎Graphische Darstellung von Feldern

@@ Zeile 252: / Zeile 252: @@
 Lösen Sie diese Aufgabe auf zwei Wegen.
-Einmal, indem Sie die Erdmasse als bekannt voraussetzen. Und einmal, indem Sie sich überlegen, wie sich die Feldstärke verändert, wenn der Abstand zum Erdmittelpunkt verdoppelt wird.
+Einmal, indem Sie die Erdmasse mit <math>5{,}97\cdot 10^{24}\,\rm kg</math> als bekannt voraussetzen. Und einmal, indem Sie sich überlegen, wie sich die Feldstärke verändert, wenn der Abstand zum Erdmittelpunkt verdoppelt wird.
 ====3) Gravitation in der Erdkugel====

@@ Zeile 234: / Zeile 234: @@
 ==Ladung als Quellenstärke und der Fluss eines Feldes==
-===Masse der Erde===
+====1) Masse der Erde====
 *Wieviel (schwere) Masse hat die Erde?
@@ Zeile 247: / Zeile 247: @@
 Wie "schwer" ist also die Erde?
-===Gravitationsfeldstärke im All===
+====2) Gravitationsfeldstärke im All====
 *Wie groß ist die Gravitationsfeldstärke in einem Abstand von 6370 km über dem Erdboden?
 *Welche Kraft wirkt dort auf einen 1000kg schweren Satelliten?
@@ Zeile 254: / Zeile 254: @@
 Einmal, indem Sie die Erdmasse als bekannt voraussetzen. Und einmal, indem Sie sich überlegen, wie sich die Feldstärke verändert, wenn der Abstand zum Erdmittelpunkt verdoppelt wird.
-===Gravitation in der Erdkugel===
+====3) Gravitation in der Erdkugel====
 [[Datei:The_Earth_seen_from_Apollo_17.png|thumb]]
 *Wie groß ist die Stärke des Schwerefeldes innerhalb der Erdkugel?
@@ Zeile 262: / Zeile 262: @@
 :Als geeignete Flächen bieten sich die Oberflächen von Kugeln an.
-===Probekörper im Kondensator===
+====4) Probekörper im Kondensator====
 Zwei geladene Platten, je 30cm x 30cm groß, eine mit 8 10<sup>-8</sup> C, die andere mit -8 10<sup>-8</sup> C.

@@ Zeile 214: / Zeile 214: @@
 ;6) Das Potential der Erde
-Anton steht auf der Erde. Bertha befindet sich einen Erdradius oberhalb der Erdoberfläche in einer Raumkapsel. Cecilie ist zwei Erdradien von der Erde entfernt. (usw.)
+Für den Betrag der Gravitationsfeldstärke der Erde im Abstand r vom Erdmittelpunkt gilt: <math>g=3{,}986\cdot 10^{14}\,\rm \tfrac{Nm^2}{kg} \cdot \frac{1}{r^2}</math> Dabei muss der Abstand r größer als 6370km sein, man muss sich also außerhalb der Erdkugel befinden.
-:a) Berechnen Sie die Potentialunterschiede zwischen A und B, B und C, ...
-:b) Berechnen Sie das Potential an den Stellen A, B, C, ...
+Die Feldstärke <math>g</math> ist die räumliche Ableitung des Gravitationspotentials <math>\varphi_g(r)</math>.
 ;7) Ein geostationärer Satellit

@@ Zeile 228: / Zeile 228: @@
 Segnersches Rad, "Wedelgenerator", ...
-==Ladung als Quellenstärke und der Fluß eines Feldes==
+==Ladung als Quellenstärke und der Fluss eines Feldes==
 ===Masse der Erde===

@@ Zeile 208: / Zeile 208: @@
 {|
+|
-[[Datei:Potential_und_Feldstärke_Zentralfeld_Bild_für_Satellitenaufgabe.png|400px]]
+[[Datei:Aufgabe Potential Satellit.png|400px]]
 |valign="top"|
 [[Datei:Cislunar_potential.png|500px]]

@@ Zeile 218: / Zeile 218: @@
 :b) Berechnen Sie das Potential an den Stellen A, B, C, ...
-;6) Ein geostationärer Satellit
+;7) Ein geostationärer Satellit
 Ein Satellit (Masse 800 kg) soll in eine geostationäre Umlaufbahn, also in eine Höhe von etwa 36.000 km über der Erdoberfläche. Der Bahnradius beträgt dann ungefähr 42.000 km.
 :a) Berechnen Sie mit Hilfe einer Gleichung für die Feldstärke oder des Potential die dazu nötige Energiemenge.

@@ Zeile 198: / Zeile 198: @@
 ;4) Ein Satellit im Schwerefeld der Erde
-*Wieviel Energie benötigt man, um den Satellit (Masse 800 kg) an die markierte Stelle zu heben?
+:a) Wieviel Energie benötigt man, um den Satellit (Masse 800 kg) an die markierte Stelle zu heben?
-*Welche Kraft wirkt dort ungefähr auf ihn?
+:b) Welche Kraft wirkt dort ungefähr auf ihn?
 ;5) Mondstation
-*Wieviel Energie benötigt man, damit man 1 Tonne Nachschub-Material auf eine Mondstation bringen kann?
+:a) Wieviel Energie benötigt man, damit man 1 Tonne Nachschub-Material auf eine Mondstation bringen kann?
-*Wieviel potentielle Energie hat das Material dann auf der Mondoberfläche?
+:b) Wieviel potentielle Energie hat das Material dann auf der Mondoberfläche?
-*Vergleichen Sie die Energiemengen mit Benzinmengen! (Ein Kilogramm Benzin enthält ca. 43 MJ Energie, ein Liter Benzin 35 MJ.)
+:c) Vergleichen Sie die Energiemengen mit Benzinmengen! (Ein Kilogramm Benzin enthält ca. 43 MJ Energie, ein Liter Benzin ca. 30 MJ.)
 {|
@@ Zeile 215: / Zeile 215: @@
 ;6) Das Potential der Erde
 Anton steht auf der Erde. Bertha befindet sich einen Erdradius oberhalb der Erdoberfläche in einer Raumkapsel. Cecilie ist zwei Erdradien von der Erde entfernt. (usw.)
-*Berechnen Sie die Potentialunterschiede zwischen A und B, B und C, ...
+:a) Berechnen Sie die Potentialunterschiede zwischen A und B, B und C, ...
-*Berechnen Sie das Potential an den Stellen A, B, C, ...
+:b) Berechnen Sie das Potential an den Stellen A, B, C, ...
 ;6) Ein geostationärer Satellit
 Ein Satellit (Masse 800 kg) soll in eine geostationäre Umlaufbahn, also in eine Höhe von etwa 36.000 km über der Erdoberfläche. Der Bahnradius beträgt dann ungefähr 42.000 km.
-*Berechnen Sie mit Hilfe einer Gleichung für die Feldstärke oder des Potential die dazu nötige Energiemenge.
+:a) Berechnen Sie mit Hilfe einer Gleichung für die Feldstärke oder des Potential die dazu nötige Energiemenge.
-*Vergleichen Sie die Energiemengen mit Benzinmengen! (Ein Liter Benzin enthält ca. 30 MJ Energie.)
+:b) Vergleichen Sie die Energiemengen mit Benzinmengen! (Ein Kilogramm Benzin enthält ca. 43 MJ Energie, ein Liter Benzin ca. 30 MJ.)
 ==Schwere, Elektrische und Magnetische Wechselwirkung (Gravitation, Elektrostatik, Magnetostatik)==

@@ Zeile 156: / Zeile 156: @@
 :Warum ist es bei der Festlegung der Feldstärke als Ortsfaktor wichtig, dass die Größe der wirkenden Kraft proportional zur Menge der Probeladung ist, also bei doppelter Probeladung auch die doppelte Kraftwirkung zu beobachten ist?
 :Warum ist die magnetische Feldstärke nicht mit Hilfe der Definition als Ortsfaktor praktisch messbar?
 ;5) Tischtennisball im geladenen Kondensator

← Nächstältere Version		Version vom 30. November 2016, 20:08 Uhr
Zeile 48:		Zeile 48:

	*Wie kann man anhand der Feldlinien und Feldflächen die anziehende Wirkung der beiden Magnetpole und der Massen erklären?		*Wie kann man anhand der Feldlinien und Feldflächen die anziehende Wirkung der beiden Magnetpole und der Massen erklären?
−	*Zeichnen Sie in den obigen Abbidungen je ~~einen kleinen~~ Probekörper ein und geben Sie die Art der Ladung an. Kennzeichnen Sie die Kraftwirkung auf ~~den~~ Probekörper durch einen Pfeil.	+	*Zeichnen Sie in den obigen Abbidungen je drei kleine Probekörper ein und geben Sie die Art der Ladung an. Kennzeichnen Sie die Kraftwirkung auf die Probekörper durch je einen Pfeil.