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==Aufgaben zur graphischen Darstellung von Feldern==
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==Aufgaben zur Feldstärke==
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;1) Drei einfache Beispiele
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*Zeichnen Sie einige Feldlinien mit Pfeilen (rot) und Feldflächen (grün) ein.
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;1) Gravitation auf der Erde und auf anderen Himmelskörpern
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:a) Wie groß ist die Gravitationsfeldstärke auf der Erde ungefähr?
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:b) Die Gravitationsfeldstärke auf dem Mond beträgt nur <math>1{,}62\,\rm \frac{N}{kg}</math>
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::Wie groß ist die auf dich wirkende Kraft auf dem Mond?
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:c) Ergänze die Tabelle
 
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a) geladene Kugel [[Datei:Aufgabe_Felder_Zeichnen_Zentralfeld.png|300px]]
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b) Ringmagnet
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:Eine positiv geladene Kugel trägt <math>5\,\rm nC</math> Ladung. Welche Kraft wirkt auf die Kugel in einem elektrischen Feld der Stärke <math>10\,\rm \frac{kN}{C}</math>?
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;3) Berechnung der magnetischen Ladung
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:Der Nordpol eines langen Stabmagneten befindet sich in einem Magnetfeld der Stärke <math>80000\,\rm\frac{N}{Wb}</math>. Dort erfährt der Nordpol eine Kraftwirkung von <math>0{,}5\,\rm N</math>. Wieviel magnetische Ladung trägt der Nordpol?
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;4) Definition der Feldstärke
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: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?
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:Warum ist die magnetische Feldstärke nicht mit Hilfe der Definition als Ortsfaktor praktisch messbar?
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;5) Tischtennisball im geladenen Kondensator
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:Durch eine vorhergehende Messung kennt man die elektrische Feldstärke in einem Kondensator. Sie beträgt <math>100000\,\rm \frac{N}{C}</math>. Ein Tischtennisball mit der Masse 2,3g wird an eine 30cm lange Schnur in das Feld gehängt und elektrisch geladen. Die Schnur hängt nun nicht mehr senkrecht nach unten, sondern ist um einen Winkel von 4° ausgelenkt.
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:Welche Ladung trägt der Tischtennisball?
  
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*Wie kann man anhand der Feldlinien und Feldflächen die anziehende Wirkung der beiden Magnetpole und der Massen erklären?
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[[Datei:Versuchsaufbau Ladung im Kondensator Beobachtung 1.jpg|thumb|Durch das elektrische Feld zwischen den Kondensatorplatten erfährt der geladene Ball eine Kraftwirkung.]]
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*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.
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;2) und noch mehr Felder...
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;6) Das elektrische Feld der Erde
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*Zeichnen Sie das Feld folgender Situationen.
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:Durch den Sonnenwind, ein Strom elektrisch geladener Teilchen, und kosmische Strahlung werden negativ geladene Teilchen von der Erde weggeschleudert und die Erde positiv geladen. Bei wolkenlosen Himmel hat das dadurch enstehende elektrische Feld eine Stärke von ca. 200 N/C.
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:Erklären Sie jeweils mit Hilfe von Druck und Zugspannungen, wie das Feld zieht und drückt.
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:Bei Gewittern treten Feldstärken von 30000 N/C auf.
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#Ein langer Stabmagnet
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: Ein kleiner Wassertropfen hat eine Masse von 0,001g. Wie muss der Tropfen geladen sein, damit er bei wolkenlosen Himmel (bei einem Gewitter) in der Luft schweben kann?
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#Ein Scheibenmagnet
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#Eine "kleine" Ladung in einem homogenen Feld.
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#drei Stabmagnete aneinandergereiht
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#Erde und Mond
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#Ein Dipol mit großem und mit kleinem Abstand.
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#Ein Dipol mit ungleicher Ladungsverteilung. (Wie sieht der aus großer Entfernung aus?)
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Version vom 7. März 2017, 11:04 Uhr

Aufgaben zur Feldstärke

1) Gravitation auf der Erde und auf anderen Himmelskörpern
a) Wie groß ist die Gravitationsfeldstärke auf der Erde ungefähr?
b) Die Gravitationsfeldstärke auf dem Mond beträgt nur [math]1{,}62\,\rm \frac{N}{kg}[/math]
Wie groß ist die auf dich wirkende Kraft auf dem Mond?
c) Ergänze die Tabelle

Planet

Feldstärke(N/kg)

Masse(kg)

Kraft(N)

Merkur

80

296

Venus

8,87

75

Erde

12,7

124

Mars

3,69

3690

Jupiter

75

1725

2) Kraftwirkung im elektrischen Feld
Eine positiv geladene Kugel trägt [math]5\,\rm nC[/math] Ladung. Welche Kraft wirkt auf die Kugel in einem elektrischen Feld der Stärke [math]10\,\rm \frac{kN}{C}[/math]?
3) Berechnung der magnetischen Ladung
Der Nordpol eines langen Stabmagneten befindet sich in einem Magnetfeld der Stärke [math]80000\,\rm\frac{N}{Wb}[/math]. Dort erfährt der Nordpol eine Kraftwirkung von [math]0{,}5\,\rm N[/math]. Wieviel magnetische Ladung trägt der Nordpol?
4) Definition der Feldstärke
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
Durch eine vorhergehende Messung kennt man die elektrische Feldstärke in einem Kondensator. Sie beträgt [math]100000\,\rm \frac{N}{C}[/math]. Ein Tischtennisball mit der Masse 2,3g wird an eine 30cm lange Schnur in das Feld gehängt und elektrisch geladen. Die Schnur hängt nun nicht mehr senkrecht nach unten, sondern ist um einen Winkel von 4° ausgelenkt.
Welche Ladung trägt der Tischtennisball?
Durch das elektrische Feld zwischen den Kondensatorplatten erfährt der geladene Ball eine Kraftwirkung.
6) Das elektrische Feld der Erde
Durch den Sonnenwind, ein Strom elektrisch geladener Teilchen, und kosmische Strahlung werden negativ geladene Teilchen von der Erde weggeschleudert und die Erde positiv geladen. Bei wolkenlosen Himmel hat das dadurch enstehende elektrische Feld eine Stärke von ca. 200 N/C.
Bei Gewittern treten Feldstärken von 30000 N/C auf.
Ein kleiner Wassertropfen hat eine Masse von 0,001g. Wie muss der Tropfen geladen sein, damit er bei wolkenlosen Himmel (bei einem Gewitter) in der Luft schweben kann?
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