Geschwindigkeitsfilter für ein Proton
About points...
We associate a certain number of points with each exercise.
When you click an exercise into a collection, this number will be taken as points for the exercise, kind of "by default".
But once the exercise is on the collection, you can edit the number of points for the exercise in the collection independently, without any effect on "points by default" as represented by the number here.
That being said... How many "default points" should you associate with an exercise upon creation?
As with difficulty, there is no straight forward and generally accepted way.
But as a guideline, we tend to give as many points by default as there are mathematical steps to do in the exercise.
Again, very vague... But the number should kind of represent the "work" required.
When you click an exercise into a collection, this number will be taken as points for the exercise, kind of "by default".
But once the exercise is on the collection, you can edit the number of points for the exercise in the collection independently, without any effect on "points by default" as represented by the number here.
That being said... How many "default points" should you associate with an exercise upon creation?
As with difficulty, there is no straight forward and generally accepted way.
But as a guideline, we tend to give as many points by default as there are mathematical steps to do in the exercise.
Again, very vague... But the number should kind of represent the "work" required.
About difficulty...
We associate a certain difficulty with each exercise.
When you click an exercise into a collection, this number will be taken as difficulty for the exercise, kind of "by default".
But once the exercise is on the collection, you can edit its difficulty in the collection independently, without any effect on the "difficulty by default" here.
Why we use chess pieces? Well... we like chess, we like playing around with \(\LaTeX\)-fonts, we wanted symbols that need less space than six stars in a table-column... But in your layouts, you are of course free to indicate the difficulty of the exercise the way you want.
That being said... How "difficult" is an exercise? It depends on many factors, like what was being taught etc.
In physics exercises, we try to follow this pattern:
Level 1 - One formula (one you would find in a reference book) is enough to solve the exercise. Example exercise
Level 2 - Two formulas are needed, it's possible to compute an "in-between" solution, i.e. no algebraic equation needed. Example exercise
Level 3 - "Chain-computations" like on level 2, but 3+ calculations. Still, no equations, i.e. you are not forced to solve it in an algebraic manner. Example exercise
Level 4 - Exercise needs to be solved by algebraic equations, not possible to calculate numerical "in-between" results. Example exercise
Level 5 -
Level 6 -
When you click an exercise into a collection, this number will be taken as difficulty for the exercise, kind of "by default".
But once the exercise is on the collection, you can edit its difficulty in the collection independently, without any effect on the "difficulty by default" here.
Why we use chess pieces? Well... we like chess, we like playing around with \(\LaTeX\)-fonts, we wanted symbols that need less space than six stars in a table-column... But in your layouts, you are of course free to indicate the difficulty of the exercise the way you want.
That being said... How "difficult" is an exercise? It depends on many factors, like what was being taught etc.
In physics exercises, we try to follow this pattern:
Level 1 - One formula (one you would find in a reference book) is enough to solve the exercise. Example exercise
Level 2 - Two formulas are needed, it's possible to compute an "in-between" solution, i.e. no algebraic equation needed. Example exercise
Level 3 - "Chain-computations" like on level 2, but 3+ calculations. Still, no equations, i.e. you are not forced to solve it in an algebraic manner. Example exercise
Level 4 - Exercise needs to be solved by algebraic equations, not possible to calculate numerical "in-between" results. Example exercise
Level 5 -
Level 6 -
Question
Solution
Short
Video
\(\LaTeX\)
Need help? Yes, please!
The following quantities appear in the problem:
elektrische Ladung \(q, Q\) / Magnetische Flussdichte \(B\) / elektrische Spannung \(U\) / Energie \(E\) / Geschwindigkeit \(v\) / Elektrisches Feld \(\vec E\) /
The following formulas must be used to solve the exercise:
\(E = qU \quad \) \(v = \frac{E}{B} \quad \) \(E_{\rm \scriptscriptstyle kin} = \dfrac12 mv^2 \quad \)
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Exercise:
Ein Proton bewegt sich durch einen Geschwindigkeitsfilter mit einer elektrischen Feldstärkevon kilovoltpermeter und einer magnetischen Flussdichte von mT. abcliste abc Erstelle ein Skizze aus der hervorgeht in welche Richtung die Felder zeigen und in welche Richtung das Proton fliegt. abc Wie schnell muss das Proton fliegen damit es nicht abgelenkt wird? abc In welche Richtung wird das Proton abgelenkt wenn es zu schnell fliegt? abcliste
Solution:
abcliste abc Eine mögliche Skizze sieht so aus: center tikzpicturescale. %Magnetfeld foreach x in --- foreach y in -.. node at xy textcolorblueotimes; %Elektrisches Feld drawthick .--.; drawthick -.---.; node at .. oplus; node at .-. ominus; foreach x in -.-.... drawdashed coloryellow!!red - x .--x-.; filldrawcolorblack!!white fillblack!!white -..--..--..---..--cycle; filldrawcolorblack!!white fillblack!!white -.-.--.-.--.-.---.-.--cycle; filldrawcolorblack fillblack -.---..---..---.--cycle; filldrawcolorblack fillblack --.---.-.---.-.----.--cycle; filldrawcolorblack fillblack .--..--..--.--cycle; filldrawcolorblack fillblack -.--.-.--.-.---.--cycle; shadeball colorred -. circle .cm; node at -.-. textcolorredp; draw- red thick -.---.; node at -.-. textcolorredvec v; draw- colorgreen!!black thick -.---..; draw- colorblue!!black thick -.---.-.; shadeball colorred -. circle .cm; tikzpicture center abc Teilchen welche eine Geschwindigkeit haben bei welcher sich die elektrische und die Lorentzkraft gerade aufheben können den Geschwindigkeitsfilter passieren: qvvec B qvec E v fracvec Evec B .emeterpersecond. abc Bei Protonen welche schneller sind als die in b berechnete Geschwindigkeit ist die auf sie wirke Lorentzkraft grösser als die elektrische Kraft d.h. qvB qE. Daher werden sie in Richtung der positiven Platte abgelenkt bzw. in die Richtung in welche die Lorentzkraft zeigt. In der obigen Skizze ist das nach oben. abcliste
Ein Proton bewegt sich durch einen Geschwindigkeitsfilter mit einer elektrischen Feldstärkevon kilovoltpermeter und einer magnetischen Flussdichte von mT. abcliste abc Erstelle ein Skizze aus der hervorgeht in welche Richtung die Felder zeigen und in welche Richtung das Proton fliegt. abc Wie schnell muss das Proton fliegen damit es nicht abgelenkt wird? abc In welche Richtung wird das Proton abgelenkt wenn es zu schnell fliegt? abcliste
Solution:
abcliste abc Eine mögliche Skizze sieht so aus: center tikzpicturescale. %Magnetfeld foreach x in --- foreach y in -.. node at xy textcolorblueotimes; %Elektrisches Feld drawthick .--.; drawthick -.---.; node at .. oplus; node at .-. ominus; foreach x in -.-.... drawdashed coloryellow!!red - x .--x-.; filldrawcolorblack!!white fillblack!!white -..--..--..---..--cycle; filldrawcolorblack!!white fillblack!!white -.-.--.-.--.-.---.-.--cycle; filldrawcolorblack fillblack -.---..---..---.--cycle; filldrawcolorblack fillblack --.---.-.---.-.----.--cycle; filldrawcolorblack fillblack .--..--..--.--cycle; filldrawcolorblack fillblack -.--.-.--.-.---.--cycle; shadeball colorred -. circle .cm; node at -.-. textcolorredp; draw- red thick -.---.; node at -.-. textcolorredvec v; draw- colorgreen!!black thick -.---..; draw- colorblue!!black thick -.---.-.; shadeball colorred -. circle .cm; tikzpicture center abc Teilchen welche eine Geschwindigkeit haben bei welcher sich die elektrische und die Lorentzkraft gerade aufheben können den Geschwindigkeitsfilter passieren: qvvec B qvec E v fracvec Evec B .emeterpersecond. abc Bei Protonen welche schneller sind als die in b berechnete Geschwindigkeit ist die auf sie wirke Lorentzkraft grösser als die elektrische Kraft d.h. qvB qE. Daher werden sie in Richtung der positiven Platte abgelenkt bzw. in die Richtung in welche die Lorentzkraft zeigt. In der obigen Skizze ist das nach oben. abcliste
Meta Information
Exercise:
Ein Proton bewegt sich durch einen Geschwindigkeitsfilter mit einer elektrischen Feldstärkevon kilovoltpermeter und einer magnetischen Flussdichte von mT. abcliste abc Erstelle ein Skizze aus der hervorgeht in welche Richtung die Felder zeigen und in welche Richtung das Proton fliegt. abc Wie schnell muss das Proton fliegen damit es nicht abgelenkt wird? abc In welche Richtung wird das Proton abgelenkt wenn es zu schnell fliegt? abcliste
Solution:
abcliste abc Eine mögliche Skizze sieht so aus: center tikzpicturescale. %Magnetfeld foreach x in --- foreach y in -.. node at xy textcolorblueotimes; %Elektrisches Feld drawthick .--.; drawthick -.---.; node at .. oplus; node at .-. ominus; foreach x in -.-.... drawdashed coloryellow!!red - x .--x-.; filldrawcolorblack!!white fillblack!!white -..--..--..---..--cycle; filldrawcolorblack!!white fillblack!!white -.-.--.-.--.-.---.-.--cycle; filldrawcolorblack fillblack -.---..---..---.--cycle; filldrawcolorblack fillblack --.---.-.---.-.----.--cycle; filldrawcolorblack fillblack .--..--..--.--cycle; filldrawcolorblack fillblack -.--.-.--.-.---.--cycle; shadeball colorred -. circle .cm; node at -.-. textcolorredp; draw- red thick -.---.; node at -.-. textcolorredvec v; draw- colorgreen!!black thick -.---..; draw- colorblue!!black thick -.---.-.; shadeball colorred -. circle .cm; tikzpicture center abc Teilchen welche eine Geschwindigkeit haben bei welcher sich die elektrische und die Lorentzkraft gerade aufheben können den Geschwindigkeitsfilter passieren: qvvec B qvec E v fracvec Evec B .emeterpersecond. abc Bei Protonen welche schneller sind als die in b berechnete Geschwindigkeit ist die auf sie wirke Lorentzkraft grösser als die elektrische Kraft d.h. qvB qE. Daher werden sie in Richtung der positiven Platte abgelenkt bzw. in die Richtung in welche die Lorentzkraft zeigt. In der obigen Skizze ist das nach oben. abcliste
Ein Proton bewegt sich durch einen Geschwindigkeitsfilter mit einer elektrischen Feldstärkevon kilovoltpermeter und einer magnetischen Flussdichte von mT. abcliste abc Erstelle ein Skizze aus der hervorgeht in welche Richtung die Felder zeigen und in welche Richtung das Proton fliegt. abc Wie schnell muss das Proton fliegen damit es nicht abgelenkt wird? abc In welche Richtung wird das Proton abgelenkt wenn es zu schnell fliegt? abcliste
Solution:
abcliste abc Eine mögliche Skizze sieht so aus: center tikzpicturescale. %Magnetfeld foreach x in --- foreach y in -.. node at xy textcolorblueotimes; %Elektrisches Feld drawthick .--.; drawthick -.---.; node at .. oplus; node at .-. ominus; foreach x in -.-.... drawdashed coloryellow!!red - x .--x-.; filldrawcolorblack!!white fillblack!!white -..--..--..---..--cycle; filldrawcolorblack!!white fillblack!!white -.-.--.-.--.-.---.-.--cycle; filldrawcolorblack fillblack -.---..---..---.--cycle; filldrawcolorblack fillblack --.---.-.---.-.----.--cycle; filldrawcolorblack fillblack .--..--..--.--cycle; filldrawcolorblack fillblack -.--.-.--.-.---.--cycle; shadeball colorred -. circle .cm; node at -.-. textcolorredp; draw- red thick -.---.; node at -.-. textcolorredvec v; draw- colorgreen!!black thick -.---..; draw- colorblue!!black thick -.---.-.; shadeball colorred -. circle .cm; tikzpicture center abc Teilchen welche eine Geschwindigkeit haben bei welcher sich die elektrische und die Lorentzkraft gerade aufheben können den Geschwindigkeitsfilter passieren: qvvec B qvec E v fracvec Evec B .emeterpersecond. abc Bei Protonen welche schneller sind als die in b berechnete Geschwindigkeit ist die auf sie wirke Lorentzkraft grösser als die elektrische Kraft d.h. qvB qE. Daher werden sie in Richtung der positiven Platte abgelenkt bzw. in die Richtung in welche die Lorentzkraft zeigt. In der obigen Skizze ist das nach oben. abcliste
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Geschwindigkeitsfilter by TeXercises