Die geradlinig gleichförmige Bewegung
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12-1-2 Elektrisches Feld 12-1-2-1 Elektrische Ladungen Welche weiteren Kräfte gibt es außer der Gravitation? Die Schüler sehen einen Film zur elektrischen Ladung: http://www.kunischschule.com/Videos/12-1-2-1-Ladung.swf Die elektrische Ladung oder Elektrizitätsmenge ist eine der grundlegenden Größen der Physik. Sie wird im internationalen Einheitensystem in der Einheit Amperesekunde (As) oder auch Coulomb (C) angegeben und mit dem vom lateinischen Wort ‚quantum‘ abgeleiteten Formelzeichen Q oder q ausgedrückt. Die elektrische Ladung ist eine mit den elementaren Materiebausteinen verbundene Eigenschaft. Die Gesamtladung eines physikalischen Systems ist gleich der Summe der Ladungen seiner Teile. Es gibt positive und negative Ladungen; ist in einem System die Summe der positiven Ladungen gleich der Summe der negativen Ladungen, dann ist die Gesamtladung Null und das System elektrisch neutral. In einem abgeschlossenen System ist die Gesamtladung wegen der Ladungserhaltung unveränderlich. Physikalische Systeme können keine beliebigen Ladungsmengen, sondern nur ganzzahlige Vielfache der Elementarladung e tragen. Sich bewegende elektrische Ladung bedeutet elektrischen Strom, der wiederum mit dem Phänomen des Magnetismus verbunden ist. Elementarladung e 1,60 10 19 C 1,60 10 19 As e 1,60 10 19 C 1,60 10 19 As Ein Proton hat die Elementarladung Ein Elektron hat die Elementarladung Ein Neutron ist elektrisch neutral. Ladung kann sich von einem Körper entfernen und zu ihm gelangen. Dieser Vorgang heißt elektrostatisches Aufladen. Ladung kann sich innerhalb eines Leiters verschieben. Dieser Vorgang heißt Influenz. Ladung kann sich im Nichtleiter innerhalb eines Atoms oder Moleküls verschieben. Dieser Vorgang heißt Polarisation. Es folgen Versuche zum elektrostatischen Aufladen und zur Influenz mit einem Elektroskop, einem Katzenfell und einem Kunststoffstab sowie zur Polarisation mit einem Bandgenerator und Watte. Anschließend wird die Glimmlampe vorgestellt. - + 1. Wie viele Elementarladungen e sind in der Ladung 1Coulomb (1C) enthalten? 2. Beschreibe grundlegende Phänomene, die auf die Existenz von elektrischen Ladungen schließen lassen. Begründe, dass es zwei Arten von Ladungen geben muss. 3. Eine Aluminiumkugel der Masse 101,4g wird mit der Ladung 1, ,2 10 9 C aufgeladen. Berechne die Änderung der Masse. Die dadurch bewirkt wird. 4. Löse die Aufgabe auf der Internetseite http://www.leifiphysik.de/themenbereiche/ladungen-felder-mittelstufe/lb/ladungen-und-felder-mittelstufe-musteraufgaben-6 1. Eine Elementarladung hat die Ladung e 1,60 10 19 C . In 1C sind somit etwa 1C n 6,24 1018 Elementarladungen vorhanden. 1,60 10 19 C 2. Bsp.: Ein positiv geladener Luftballon stößt einen positiv geladenen Luftballon ab. Eine Abstoßung ist mit der Gravitation nicht erklärbar. Es muss eine andere Eigenschaft des geladenen Ballons eine Rolle spielen. Wir nennen sie elektrische Ladung. Bsp.: Ein positiv geladener Luftballon stößt einen positiv geladenen Luftballon ab, zieht aber einen negativ geladenen Luftballon an. Das legt die Vermutung nahe, dass es zwei verschiedene Ladungen gibt. Bsp.: Ein Luftballon kann unterschiedlich stark geladen werden. Das legt die Vermutung nahe, dass Ladungen einen Mengencharakter haben, d.h. es gibt viel oder wenig Ladung. 3. Beim positiven Aufladen verlassen Elektronen mit der Gesamtladung 1,2 10 9 C die 1,2 10 9 C 7,5 10 9 Elektronen enthalten. 19 1,60 10 C 9 Elektronen haben die Masse 7,5 109 9,1 10 31 Kg 6,8 10 23 kg . Die 7,5 10 Aluminiumkugel wird beim Aufladen also etwa 6,8 10 21 kg leichter. Aluminiumkugel. In 1,2 10 9 C sind n
