Aufgaben zu Grundlagen über Felder
Inhaltsverzeichnis
Schwere, Elektrische und Magnetische Wechselwirkung (Gravitation, Elektrostatik, Magnetostatik)
Fern- und Nahwirkungstheorie
Verschiedene Theorien beschreiben und unterscheiden können.
Wesentliche Unterschiede nennen.
Argumente für/gegen die Theorien.
Feldenergie
Graphische Darstellung von Feldern
Ladungsverteilungen vorgeben, Linien und Flächen zeichnen
Linien und Flächen vorgeben, Kraftrichtung aus der Druck- und Zugrichtung erschließen.
Linien und Flächen vorgeben, Kraftrichtung eines Probekörpers erschließen.
Die Feldstärke
Ladung als Quellenstärke und der Fluß eines Feldes
Masse der Erde
- Wieviel (schwere) Masse hat die Erde?
Dazu kann man näherungsweise die Erde als Kugel betrachten. Den Erdradius konnte man schon in der Antike bestimmen und wird heute mit Hilfe von Satelliten vermessen:
- [math]R \approx 6380 km [/math]
Ausserdem kann man auf der Erde die Gravitationsfeldstärke zu [math]g \approx 9 {,}81 \rm \frac{N}{kg}[/math] bestimmen.
Mit einer Gravitationsdrehwaage kann man weiterhin die Gravitationskonstante messen:
- [math]G=6{,}673\;84\; \cdot 10^{-11} \mathrm{\frac{m^3}{kg \cdot s^2}} [/math]
Wie "schwer" ist also die Erde?
Gravitationsfeldstärke im All
- Wie groß ist die Gravitationsfeldstärke in einem Abstand von 3680 km über dem Erdboden?
- Welche Kraft wirkt dort auf einen 1000kg schweren Satelliten?
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 Erdmittelpunnkt verdoppelt wird.
