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Rudolf-Koch-Schule
Physik 12 Gk
Übung für die Arbeit
1.) Zeigen Sie anhand einer geometrischen Überlegung, dass die elektrische Feldstärke im
1
Fall einer zylindrischen Ladungsverteilung mit abfällt (r ist der Abstand vom
r
Zylindermittelpunkt).
2.) Erklären Sie anhand dessen, was Sie über Äquipotentiallinien wissen, folgende
Aussage: Im elektrischen Feld einer Kugel kostet es keine Energie, einen geladenen
Körper entlang einer geschlossenen Kurve einen vollen Umlauf machen zu lassen.


3.) Was bedeutet es, wenn man sagt, am Ort x bestehe ein elektrisches Feld E . Warum
ist es notwendig, die elektrische Feldstärke vektoriell zu notieren?
4.) Kernfusion: Der Radius eines Protons beträgt etwa r  10 15 m . Um zwei Protonen zu
verschmelzen (Fusion zweier Wasserstoffkerne) müssen sich die Protonen zunächst
„berühren“. Ein Proton trägt die Ladung 1,6  10 19 C .
a) Wie groß ist die Abstoßende Kraft zwischen den Protonen, wenn ihre
Oberflächen aneinander stoßen (Skizze!)?
b) Eine Näherung für die Energie die notwendig ist, um die beiden Kerne zur
Verschmelzung zu bringen, erhalten Sie, wenn Sie annehmen, die unter a)
berechnete Kraft müsse beim weiteren Zusammenschieben der Kerne über die
gesamte Distanz der Kernmittelpunkte zum Zeitpunkt der Berührung wirken,
und bleibe konstant. Berechnen Sie diese Energie!
5.) Ein Elektron im Wasserstoffatom: Das Elektron trägt die selbe Ladung wie ein Proton,
nur mit umgekehrtem Vorzeichen..
a) Berechnen Sie die Umlaufzeit eines Elektrons um ein Proton im Abstand
d  10 10 m .
b) Wieviele komplette Umläufe schafft das Elektron pro Sekunde?
c) Wie schnell ist dieses Elektron bezogen auf die Lichtgeschwindigkeit.
6.) Zwei gleiche Ladungen stoßen sich im Abstand d  20 cm mit einer Kraft
F  1,5  10 2 N ab. Wie groß sind die Ladungen?
hen, 08.04.2017
phy12-06.doc