Exercise
https://texercises.com/exercise/geschwindigkeitsfilter-fur-ein-proton/
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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
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\(\LaTeX\)-Code
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
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Attributes & Decorations
Tags
elektrisches, elektromagnetismus, feld, geschwindigkeitsfilter, graphik, lorentzkraft, magnetfeld, pgf, physik, skizze, tikz
Content image
Difficulty
(3, default)
Points
4 (default)
Language
GER (Deutsch)
Type
Calculative / Quantity
Creator uz
Decoration
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