kinetische Energie < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 17:21 Mo 09.12.2013 | | Autor: | b.reis |
| Aufgabe | Bei einer variante des Tintenstrahldruckers erzeugt ein Tröpfchengenerator mit einer Piezoelement kugelförmige Tintentröpfchen mit der Dichte 1,1*10^-13 [mm] kg/m^3, [/mm] dem Radius 20 micrometer und der Geschwindigkeit v0 17m/s.
Zwischen Düse und Ringelektrode liegt eine Spannung Ul =200V. Beim Ablösen von der Düse erhalten die Tröpchen eine positive Ladung q=4,5*10^-13 As. |
a, Erklären SIe anhand der Skizze , warum die Tröpchenladung von Ul abhängt.
B, Zeigen Sie , dass sich die kinetische Energie der Tröpfchen durch die Beschleunigung zwischen Düse und Ringelektrode nur wesentlich Ändert.
Berechnen Sie dazu die relative Änderung der Kinetischen Energie.
Also E1 = 200V*4,5*10^-13 As da das die Arbeit ist welche am Tröpfchen verrichtet wird im Feld.
aber wie errechne ich Ekin ?
Normal würde ich jetzt gleichsetzen mit E1, aber dann wüsste ich nicht nach was ich auflösen sollte. Also ich hab keine Ahnung ich weiß nur das es am Ende ein Quotient sein muss.
Wenn ich jetzt ne Formel mit ner Geschwindigkeit suchen würde hätte ich aber keine Zeit oder einen Weg zum einsetzen.
Kann mir jemand helfen ?
danke.
benni
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 18:12 Mo 09.12.2013 | | Autor: | Infinit |
Hallo benni,
in dieser Aufgabenstellung ist schon sehr viel drin und man muss alles ein bisschen sortieren, um da sinnvoll weiterzukommen. Ich skizziere mal die Schritte, mit denen ich an so etwas rangehen würde.
a) Du hast eine kugelförmige Masse gegeben, nämlich das Tintentröpfchen. Der Radius ist bekannt und die Dichte, also kannst Du über das Volumen einer Kugel die Masse bestimmen. Die Startgeschwindigkeit des Tröpfchens ist auch gegeben und somit hast dieses Gebilde eine gewisse kinetische Energie nach
[mm] E_{kin} = \bruch{1}{2} m v^2 [/mm]
b) Sobald sich dieses Tröpfchen zwischen den Elektroden befindet, wird es von der Ringelektrode angezogen, da das Tröpfchen positiv geladen ist. Wie Du schon richtig geschrieben hast, ist die vom Feld an der Ladung verrichtete Arbeit
[mm] W = Ul \cdot q [/mm]
Diese Arbeit wird in kinetische Energie umgesetzt und da sich die Masse wohl kaum ändern wird, erhöht sich also die Geschwindigkeit des Tröpfchens. Dass dies nicht gerade viel ist, das sollst Du ja gerade ausrechnen.
Mit diesen Daten solltest Du den Geschwindigkeitszuwachs berechnen können.
Viele Grüße,
Infinit
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