Thema · 10 Spiele

Elektrostatik: ruhende elektrische Ladung

Reiben, Berühren und geladene Platten verschieben Elektronen, aber sie erzeugen oder vernichten nie Ladung. Ladung kommt immer in ganzen Elektronen: Q = n·e, mit e = 1,602 × 10⁻¹⁹ C.

Spiele zu diesem Thema

10 Spiele

JETZT SPIELEN · 93

Millikan-Tropfen: Ladung kommt in Elektronen

Ein geladener Tropfen schwebt, wenn die elektrische Kraft seine Gewichtskraft ausgleicht: q·V ÷ d = m·g. Miss Ladungen, zähle Elektronen, stelle die Spannung ein und finde e aus drei Tropfen.

Elektrische LadungMillikan-Versuch
Millikan-Tropfen spielen
Schweben
q·V ÷ d = m·g
Elektronen
q = n·e

JETZT SPIELEN · 95

Materialprüfer: Leiter und Isolatoren

Der spezifische Widerstand entscheidet, ob ein Stoff leitet: R = ρ·L ÷ A, I = V ÷ R. Kupfer und Glas liegen zwanzig Zehnerpotenzen auseinander. Teste fünf Proben an einem 12-V-Prüfstand.

LeiterSpezifischer Widerstand
Materialprüfer spielen
Widerstand
R = ρ·L ÷ A
Stromstärke
I = V ÷ R

JETZT SPIELEN · 97

Ladungs-Tauziehen: Kräfte zwischen Ladungen

Ladungen stoßen sich ab oder ziehen sich an mit F = k·q₁·q₂ ÷ r², gleich groß und entgegengesetzt, und Kräfte mehrerer Ladungen addieren sich. Miss eine Anziehung, finde einen Gleichgewichtspunkt, addiere zwei Kräfte, bestimme eine Ladung und verdopple alles.

Coulombsches GesetzKräfte addieren
Ladungs-Tauziehen spielen
Zwei Ladungen
F = k·q₁·q₂ ÷ r²
Gleichgewichtspunkt
q₁ ÷ x² = q₂ ÷ (d − x)²

JETZT SPIELEN · 98

Feldsonde: Kraft pro Ladung

Das elektrische Feld ist die Kraft auf eine Probeladung geteilt durch ihre Ladung, E = F ÷ q, und eine Punktladung erzeugt E = k·Q ÷ r². Bestimme ein Feld aus einer Kraft, berechne die Kraft auf eine Sonde, addiere zwei Felder und finde einen Abstand.

Elektrisches FeldKraft pro Ladung
Feldsonde spielen
Feld aus einer Kraft
E = F ÷ q
Feld einer Punktladung
E = k·Q ÷ r²

JETZT SPIELEN · 99

Elektronenstrahl: Ladungen mit einem Feld ablenken

Zwischen zwei geladenen Platten ist das Feld homogen, E = V ÷ d, und eine Ladung spürt quer zum Strahl einen gleichbleibenden Schub, sodass ihre Bahn zur Parabel wird. Bestimme Feld, Beschleunigung, Ablenkung, die Spannung für ein Ziel und die Ablenkung eines Protons.

Homogenes FeldGeladene Teilchen
Elektronenstrahl spielen
Feld zwischen Platten
E = V ÷ d
Ablenkung in den Platten
y = ½·(q·E ÷ m)·(L ÷ v₀)²

JETZT SPIELEN · 100

Potenzialkarte: Energie pro Ladung

Das elektrische Potenzial ist Energie pro Ladung: Eine Punktladung erzeugt V = k·Q ÷ r, Potenziale addieren sich wie Zahlen, und eine Ladung q zu tragen kostet die Arbeit W = q·ΔV. Lies ein Potenzial ab, steig hinauf, folge einer Höhenlinie, addiere zwei Ladungen und finde einen Ring.

Elektrisches PotenzialArbeit und Energie
Potenzialkarte spielen
Potenzial einer Ladung
V = k·Q ÷ r
Arbeit beim Tragen einer Ladung
W = q·ΔV

JETZT SPIELEN · 101

Teilchenkanone: aus Spannung wird Geschwindigkeit

Eine Ladung, die eine Spannung ΔV durchläuft, gewinnt kinetische Energie q·ΔV = ½·m·v². Bestimme Energie und Geschwindigkeit eines Elektrons, die Geschwindigkeit eines Protons, die Energie eines Alphateilchens in eV und die Spannung, die ein Elektron stoppt.

SpannungKinetische Energie
Teilchenkanone spielen
Gewonnene Energie
K = q·ΔV
Erreichte Geschwindigkeit
v = √(2·q·ΔV ÷ m)

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