Archiv für das Tag 'übung'



Physikübung 25: Isotopenverhältnis, Radiokarbonmethode

Physik

Aufgabe: Bei einer Ausgrabung fand eine Archäologengruppe ein Gefäß mit pflanzlichen Überresten. Eine Untersuchung der Überreste ergab, dass das Isotopenverhältnis N14CN12C nur 80 % des Isotopenverhältnises in lebenden Organismen beträgt. a) Leiten Sie einen Ausdruck zur Berechnung des Mindestalters des Gefäßes her. b) Berechnen Sie das Mindestalter des Gefäßes unter der Annahme, dass das Kohlenstoffisotopenverhältnis in der Atmosphäre zur Lebzeiten der Pflanze den gleichen Wert… Weiterlesen

Physikübung 23: Isotopieverschiebung zwischen Wasserstoff und Deuterium

Physik

Aufgabe: Das Deuterium ist ein Wasserstoff-Atom mit einem zusätzlichen Neutron im Kern. Ausgehend von diesem Unterschied, berechnen Sie die Differenz in der Wellenlänge der Lyman-Alpha-Serie zwischen diesen beiden Isotopen. Lösung: Die Energie eines Niveaus im Bohrschen Atommodell ist gegeben durch: En=–e48ε02h2μZ2n2 Der erste Bruch wird nur durch Naturkonstanten festgelegt. Z ist die Anzahl der positiven Ladungen, also der Protonen im Kern (hier Z=1). n ist… Weiterlesen

Physikübung 22: Drei Massen auf einer Rampe

Aufgabe: Drei Massen (m1 > m3) sind wie in der Abbildung gezeigt mit einer Schnur verbunden. a) Wie groß ist die Beschleunigung der ersten Masse, wenn man annimmt, dass die die Schnur masselos ist und es keinerlei Reibungseffekte gibt? b) Wie groß ist die Beschleunigung, wenn man einen Gleitreibungskoeffienten µ zwischen den Massen un der Rampenoberfläche annimmt? Lösung: a) Die Beschleunigung ist nach Newton definiert… Weiterlesen

Physikübung 18: Satz von Steiner

Aufgabe: Zwei massive Kugeln mit den Massen 4 kg und 1 kg und den Radien 30 cm und 10 cm sind mit einer Stange (deren Masse vernachlässigbar ist) miteinander verbunden (siehe Abbildung). Der Abstand zwischen den Kugelmittelpunkten beträgt 70 cm. Die Hantel wird waagerecht ausbalanciert und in Rotation versetzt. Berechnen Sie das Trägheitsmoment der Hantel. Lösung: Nach Satz von Steiner berechnet sich das Trägheitsmoment J… Weiterlesen

Physikübung 17: Magnetfeld eines unendlichen Leiters

Integration über einen unendlich langen Leiter

Aufgabe: Berechnen Sie das magnetische Feld in Entfernung s von einem sehr langen geraden Draht, durch den ein konstanter Strom I fließt. Nehmen Sie als Idealisierung an, dass der Draht unendlich lang ist. Lösung: Ein möglicher Lösungsweg für diese Aufgabe wurde bereits in der Physikübung 16 vorgestellt. Jetzt versuchen wir die Aufgabe mit Hilfe des Biot-Savart-Gesetzes zu lösen. Das Biot-Savart-Gesetz lautet wie folgt. B(r)→=μ04π∫I→×r→–r‘→r→–r‘→3dl Dabei… Weiterlesen

Physikübung 16: Magnetfeld eines unendlichen Leiters

Integrationsschleife

Aufgabe: Berechnen Sie das magnetische Feld in Entfernung r von einem sehr langen geraden Draht, durch den ein konstanter Strom I fließt. Nehmen Sie als Idealisierung an, dass der Draht unendlich lang ist. Lösung: Das Problem lässt sich sehr elegant mit dem Ampereschen Gesetz lösen. Es besagt, dass die geschlossene Wegintegration über das Magnetfeld dem stationären elektrischen Strom, der durch die Fläche der Integrationsschleife fließt,… Weiterlesen

Physikübung 15: Unendliche Kette von Kondensatoren

Aufteilung der unendliche Kondensatorkette.

Aufgabe: Es ist eine unendlich lange Kette von gleich großen Kondensatoren, die abwechselnd parallel und in Reihe geschaltet werden, gegeben (siehe Abbildung). Bestimmen Sie die Gesamtkapazität dieser Schaltung. Lösung: Man erkennt, dass die ganze Kette nur eine Wiederholung von einer Schaltung aus zwei Kondensatoren ist (links von der Trennlinie in der Abbildung). Man teilt die Kette in die erste Zelle und den Rest, der hier… Weiterlesen

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