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(→‎Gewichtskraft und Ortsfaktor)
 
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==Praktikum: Äquipotentialflächen messen==
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===Arbeitsauftrag===
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[[Datei:Praktikum_Äquipotentiallinien_Kondensator.jpg|thumb|Als "Kondensatorplatten" kann man auch zwei kurze Stativstangen nehmen.]]
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*Zeichnen Sie für einen Kondensator und einen elektrischen Dipol die Äquipotentialflächen (Linien) für 0V, 1V, ... ,9V, 10V.
  
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*Erstellen Sie jeweils ein Diagramm des Potentials und der Feldstärke über den Ort.
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:Beim Kondensator auf der Symmetrieachse senkrecht zu den "Platten", beim Dipol auf der Verbindungslinie zwischen den Polen.
  
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==Gewichtskraft und Ortsfaktor==
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*Berechnen Sie für den Kondensator und den Dipol die elektrische Feldstärke an einer selbst ausgewählten und auf dem Papier markierten  Stelle. Bestimmen Sie die Kraft, die dort auf ein Elektron wirkt.
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'''1) Gewichtskraft berechnen'''
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*Mit welcher Gewichtskraft werden diese Gegenstände zur Erde gezogen?
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;Material
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:Netzgerät, Kroko-Kabel,  eckige Tonnenfüße, 200g-Gewichte, feuchtes Papier, Multimeter mit Messkabel
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;Aufbau
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:Das Papier vollständig nass machen und etwas abtropfen lassen. Es ist wichtig, dass es während der Messung gleichmäßig feucht ist. Angetrocknete Stellen verfälschen das Ergebnis!
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:Der Kondensator wird aus vier eckigen Standfüßen gebaut, der Dipol aus zwei 200g-Gewichten.
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:Mit zwei Kroko-Kabeln werden die Pole an das Netzgerät angeschlossen. Den Minuspol legt man als 0V fest ("Erde")
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:Mit dem Multimeter die Potentialdifferenz (Spannung) zwischen Minuspol und einer Stelle auf dem Papier messen und Orte gleichen Potentials z.B. 4V auf dem Papier markieren.
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:Die Spannung am Netzteil wird so geregelt, dass der Pluspol auf dem Potential von 10V liegt (am Papier gemessen!).
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'''a)''' eine Tafel Schokolade '''b)''' ein Kilogramm Mehl '''c)''' 350 g Zucker '''d)''' du selbst!
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===Beobachtungen===
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'''2) ein Schulranzen'''
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Ein Schulranzen wird mit einer Kraft von 36N zur Erde gezogen.
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*Welche Masse hat der Ranzen?
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'''3) auf dem Mond II'''
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Auf den Mond hat man verschiedene Gegenstände von der Erde mitgenommen. Bereits auf der Erde hat man die Massen dieser Gegenstände mit einer Balkenwaage bestimmt. Mit einem Federkraftmesser messen die Astronauten nun auf dem Mond, wie stark die Gegenstände vom Mond angezogen werden.
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:'''a)''' Warum müssen die Astronauten die Massen der Gegenstände auf dem Mond nicht noch einmal messen?
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:'''b)''' Trage die Messergebnisse in ein Koordinatensystem ein. Falls du schon ein Koordinatensystem mit Messwerten auf der Erde hast, dann trage sie dort ein! (x-Achse: Masse <math>m</math> in <math>\rm kg</math> , y-Achse: Gewichtskraft <math>F_G</math>  in <math>\rm N</math>.)
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:'''c)''' Ergänze in der Tabelle jeweils den Quotienten von Gewichtskraft <math>F_G</math> und Masse (in <math>\rm \frac{N}{kg}</math> ). Was stellst du fest?
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:'''d)''' Wie groß ist der Ortsfaktor auf dem Mond? Stelle eine Formel für die Gewichtskraft eines Gegenstandes auf dem Mond auf.
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:'''e)''' Berechne die Gewichtskraft der Gegenstände von Aufgabe 1) auf dem Mond.
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Gegenstand
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Masse <math>m</math> (in <math>\rm kg</math> )
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Gewichtskraft <math>F_G</math>  (in <math>\rm N</math> )
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Gewichtskraft pro Masse <math>\frac{F_G}{m}</math> (in <math>\rm \frac{N}{kg}</math> )
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Stift
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Hammer
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Handschuh
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Apfel
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Telefon
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+
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0,39
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'''5) Unsere Planeten'''
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Auf den Planeten underes Sonnensystems gibt es gibt es unterschiedliche Ortsfaktoren.
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:'''a)''' Wie kann man die Unterschiede zwischen den Planeten erklären?
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:'''b)''' Berechne für alle Planeten die Gewichtskraft, mit der du dort angezogen wirst.
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[[Datei:Gravitation Planeten im Vergleich.png|thumb|350px|]]
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Merkur
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<math>g=9{,}7\,\rm\frac{N}{kg}</math>
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'''M'''ein
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Venus
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<math>g=8{,}87\,\rm\frac{N}{kg}</math>
+
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'''V'''ater
+
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|-
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Erde
+
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+
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<math>g=9{,}81\,\rm\frac{N}{kg}</math>
+
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'''E'''rklärt
+
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|-
+
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Mars
+
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+
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<math>g=3{,}69\,\rm\frac{N}{kg}</math>
+
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'''M'''ir
+
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|-
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|
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Jupiter
+
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+
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<math>g=24{,}8\,\rm\frac{N}{kg}</math>
+
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'''J'''eden
+
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|-
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Saturn
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<math>g=10{,}4\,\rm\frac{N}{kg}</math>
+
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'''S'''onntag
+
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Uranus
+
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<math>g=8{,}9\,\rm\frac{N}{kg}</math>
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'''U'''nsere
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Neptun
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<math>g=11{,}2\,\rm\frac{N}{kg}</math>
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'''N'''achbarplaneten
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Aktuelle Version vom 18. März 2026, 07:58 Uhr

Praktikum: Äquipotentialflächen messen

Arbeitsauftrag

Als "Kondensatorplatten" kann man auch zwei kurze Stativstangen nehmen.
  • Zeichnen Sie für einen Kondensator und einen elektrischen Dipol die Äquipotentialflächen (Linien) für 0V, 1V, ... ,9V, 10V.
  • Erstellen Sie jeweils ein Diagramm des Potentials und der Feldstärke über den Ort.
Beim Kondensator auf der Symmetrieachse senkrecht zu den "Platten", beim Dipol auf der Verbindungslinie zwischen den Polen.
  • Berechnen Sie für den Kondensator und den Dipol die elektrische Feldstärke an einer selbst ausgewählten und auf dem Papier markierten Stelle. Bestimmen Sie die Kraft, die dort auf ein Elektron wirkt.
Material
Netzgerät, Kroko-Kabel, eckige Tonnenfüße, 200g-Gewichte, feuchtes Papier, Multimeter mit Messkabel
Aufbau
Das Papier vollständig nass machen und etwas abtropfen lassen. Es ist wichtig, dass es während der Messung gleichmäßig feucht ist. Angetrocknete Stellen verfälschen das Ergebnis!
Der Kondensator wird aus vier eckigen Standfüßen gebaut, der Dipol aus zwei 200g-Gewichten.
Mit zwei Kroko-Kabeln werden die Pole an das Netzgerät angeschlossen. Den Minuspol legt man als 0V fest ("Erde")
Mit dem Multimeter die Potentialdifferenz (Spannung) zwischen Minuspol und einer Stelle auf dem Papier messen und Orte gleichen Potentials z.B. 4V auf dem Papier markieren.
Die Spannung am Netzteil wird so geregelt, dass der Pluspol auf dem Potential von 10V liegt (am Papier gemessen!).


Beobachtungen

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