Gewitterwolke
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Exercise:
Eine positiv geladene Wolke in m Höhe bildet zusammen mit dem Erdboden einen Plattenkondensator Fläche einer ``Platte'' .squarekilometer. Zwischen Wolke und Erde liegt eine Spannung von MV an dass eine Entladung durch die Luft Blitz unmittelbar bevorsteht. abclist abc Wie viel ist die Wolke geladen? abc Welche Ladung müsste ein kugelförmiges Wassertröpfchen mit .mm Durchmesser haben wenn es vor der Entladung der Wolke zwischen dieser und der Erde bei Windstille gerade schweben würde? abclist
Solution:
abclist abc newqtydm newqtyA.esquaremeter newqtyUeV % Geg d d A .squarekilometer A U MV U % GesLadungQ siC % Die Kapazität des ``Erdkondensators'' ist solqtyCepsilon_ fracAdncepsn*An/dnF al C Cf nceps fracAd C. Damit ergibt sich für die Ladung solqtyQepsilon_ fracAUdCn*UnC al Q CU Qf C U Q. % Q Qf QII abc newqtydpr.m % Geg d d A .squarekilometer A U MV U d' dpr % GesLadungq siC % Das Volumen des Wassertröpfchens ist solqtyVfracpi d'^/*pi*dprn**cubicmeter al V Vf frac pi qtydpr^ V. % Die Masse ist folglich newqtyrkgpcm solqtymfracpi rho d'^rn*Vnkg al m rho V rho Vf mf r V m. Die Gewichtskraft ist dann solqtyFfracpi rho d'^ gmn*gMnN al F mg mf g Ff m gM F. Damit es schwebt muss die elektrische Kraft gerade gleich gross sein. Die Feldstärke ist bei der angegebenen Spannung solqtyEfracUdUn/dnvoltpermeter al E Ef fracUd E. % Die Ladung ist folglich solqtyqfracpi rho dd'^ gUFn/EnC al q fracFE fracFfEf qf fracFE q. % q qf qII abclist
Eine positiv geladene Wolke in m Höhe bildet zusammen mit dem Erdboden einen Plattenkondensator Fläche einer ``Platte'' .squarekilometer. Zwischen Wolke und Erde liegt eine Spannung von MV an dass eine Entladung durch die Luft Blitz unmittelbar bevorsteht. abclist abc Wie viel ist die Wolke geladen? abc Welche Ladung müsste ein kugelförmiges Wassertröpfchen mit .mm Durchmesser haben wenn es vor der Entladung der Wolke zwischen dieser und der Erde bei Windstille gerade schweben würde? abclist
Solution:
abclist abc newqtydm newqtyA.esquaremeter newqtyUeV % Geg d d A .squarekilometer A U MV U % GesLadungQ siC % Die Kapazität des ``Erdkondensators'' ist solqtyCepsilon_ fracAdncepsn*An/dnF al C Cf nceps fracAd C. Damit ergibt sich für die Ladung solqtyQepsilon_ fracAUdCn*UnC al Q CU Qf C U Q. % Q Qf QII abc newqtydpr.m % Geg d d A .squarekilometer A U MV U d' dpr % GesLadungq siC % Das Volumen des Wassertröpfchens ist solqtyVfracpi d'^/*pi*dprn**cubicmeter al V Vf frac pi qtydpr^ V. % Die Masse ist folglich newqtyrkgpcm solqtymfracpi rho d'^rn*Vnkg al m rho V rho Vf mf r V m. Die Gewichtskraft ist dann solqtyFfracpi rho d'^ gmn*gMnN al F mg mf g Ff m gM F. Damit es schwebt muss die elektrische Kraft gerade gleich gross sein. Die Feldstärke ist bei der angegebenen Spannung solqtyEfracUdUn/dnvoltpermeter al E Ef fracUd E. % Die Ladung ist folglich solqtyqfracpi rho dd'^ gUFn/EnC al q fracFE fracFfEf qf fracFE q. % q qf qII abclist