Übungsblätter vom 8.11.

Feldlinien

1. Sie echneiden sich nicht, weil an jedem Punkt die Richtung eindeutig festgelegt ist durch den Vektor E. Es kann nur in eine Richtung gehen, bei einer Kreuzung gäbe es zwei.
2. Auf der Oberfläche des Leiters werden Ladungen so lange verschoben, bis im Gleichgewicht die elektrische Kraft keine horizontale Komponente mehr hat. Dann ist sie orthogonal zur Oberfläche.
3. Außen werden Ladungen so verschoben, dass das Innere Feldfrei ist. Das Auto ist ein Faraday-Käfig.

Feld, Spannung, Potential

1. Skizze hattet ihr alle gut.
2. W = E*q*s = 0,06*0,01*0,4 J. Beim 45°-Winkel zählt nur die Komponente parallel zum Feld. Man muss noch mit cos(45°)=1/sqrt(2) multiplizieren.
3. Coulomb-Potential Phi(r) = 1/(4 pi eps0) Q/r
   Doppelter Abstand bedeutet halbees Potential, halber Abstand doppeltes Potential. Also sind die Ringe 20V (innen) und 5V (außen zwischen 10V und 2,5V

Kondensatoren

1. Berechne für jede Spannung C=Q/U. Nimm dann den Durchschnitt der vier Werte. Man erhält etwa 120mF und 60mF. 
2. Abklingzeit ist RC=5s. Also 5=10*e^(-t/5s) auflösen zu t=5s*ln(2) =3,5s. Die anderen Zeiten sind dann das Doppelte bzw. Dreifache davon: 6,9s und 10,4s.
3. Wieder Coulombpotential  Phi = 1/(4 pi eps0) Q/r = U entspricht auch der Spannung gegenüber unendlich entfernten Punkten.
   Dann C = Q/U = 4 pi eps0 r.

Ladungsträger im E-Feld

1. Parabel wie waagrechter Wurf, wenn E-Feld orthogonal,
   gerade beschleunigt wie nach unten geschmissen, wenn parallel zum Feld,
   gerade abgebremst und zurückfallend wie Wurf nach oben, wenn entgegen dem Feld,
   schiefe Parabel wie schiefer Wurf, wenn beliebiger Winkel
2. U e = 1/2 m v^2 umstellen zu v = sqrt(2 U e/m)