MF - Erdmagnetisches Feld

[albiradi]

Fragen von letzter Woche:

1.Gegen weclhe Ebene ist der Inklinationswinkel des Erdmagnetfelds definiert?

2Welche Wirkung (qualitativ) hat ein homogenes magnetische Feld auf

a) ein parallel zu den Feldlinien fliegendes Elektron?
b)senkrecht zu den Feldinien fliegendes Elektron?
c)senkrecht zu den Feldlinien schwimmenden Dauermagneten?

3.Trägheitsmoment von Zylinder ist gegeben

a)Satzt von Steiner Formel und Erläuterung
b)Wie ändert sich das Trägheitsmoment wenn die achse um L/4 au dem Schwerpunkt verschoben wird? R kann vernachlässigt werden.

4. Skizze.
a)Welche Gaussche Hautplage?
b)Wie stark is das Feld 10cm vom Dipol entfernt? Feldstärke in Entfernung von 1m ist gegeben?

[Erfi]

Fragen von dieser Woche:

1. Zeichnen sie das Magnetfeld der Erde. Was ist Inklanation (d. Magnetfeldes)?
2. Wie berechnet man allgemein das Trägheitsmoment eines Körpers?
3. Wie berechnet man das Trägheitsmoment für ein Stab, der um z-Achse eine Drehschwingung ausführt?
4. Erläutern sie kurz die durchzuführenden Versuche! (Skizze!)
5. Wie lautet die Differentialgleichung für den schwingenden Stabmagneten und wie lautet ihre Lösung für kleine Amplituden?
6. Wie verhält sich ein Elektron, dass a) parallel zu den Feldlinien und b) senkrecht zu den Feldlinien eines Magnetfeldes eingeschossen wird? Begründung!
7. Warum führt der Stabmagnet eine Drehschwingung aus? Begründung!


SS09

[tsubasa283]

7. Warum führt der Stabmagnet eine Drehschwingung aus? Begründung!
 
 
 
 
ich kann die lösungen nicht finden....:nudelholz:wer kann mir mal helfen..Danke

[Niji]

Also du stößt den stabmagneten seitlich an (der hängt waagerecht an der strippe und hat sich dadurch wie eine kompassnadel ausgerichtet). also stößt du ihn an, und er verlässt dadurch seien stabile lage. dann will das ding wieder zurück es wirkt ein rücktreibendes (magnetisches)Moment, das das ding zwingt wie eine kompassnadel wieder nahc norden zu zeigen. aber die bewegung die durch das moment zustande kommt schlägt übers ziel hinaus und es wirkt wieder ein zurückziehendes moment.
also pendelt das ding in de rwaagerechten um seien ruhelage rundrum. ohne reibung würde es das ewig machen (wie ein mathematisches pendel in der senkrechten).

hoffe das war verständlich

[zuggaschnegge87]

Ich weiß bei 5. nicht wie das ist mit den kleinen Amplituden. Wie da die Lösung für die Differentialgleichung ist. Hoffe mir kanns jemand sagen Physik ist nicht so mein Ding...:cry:

[Niji]

ist die gleichung 5(b) im skript.
also bei kleinen amplituden also kleinen winkeln gilt sin(alpha)=alpha somit ist die DGL lösbar
mehr is das nich

[Chikit]

Hey Leute,

hier werd ich mal eine Zusammenfassung der Antestatfragen reinstellen,  um allen die es noch vor sich haben den Lernprozess noch ein wenig zu  erleichtern.

Ich kann nicht garantieren dass alle Antworten 100% richtig sind, allerdings hat es mir bei der Vorbereitung sehr geholfen.

Viel Erfolg an Alle.

[Brausefrosch]

zur frage "wie berechnet man im allgemeinen das trägheitsmoment eines körpers"

reicht da die ur-form J=mr² ?

oder seh ich das mal wieder zu einfach?

[Tyson]

stimmt glaub ich nicht so ganz. ich würde mal sagen J=integral(x^2+y^2)dm=Integral(r^2dm). sollte aber so in irgendeiner form auch in der tm formelsammlung stehen.

[MadT]

Hallo!
Ich habe folgende Gleichung:

H_erd= H_eh / cos(phi)

Wie würdet ihr die Fehlerfortpflanzung rechnen? Ich habe folgendes raus:

1.) delta_H_erd= |1/cos(phi)|*delta_H_eh + | H_eh * sin(phi) / cos(phi)²| * delta_phi

oder so:

2.) delta_H_erd= H_erd * ( | delta_H_eh / H_eh| + |delta_phi / cos(phi) | )

oder so:

3.) delta_H_erd=H_erd * ( | delta_H_eh / H_eh| + |delta_phi / phi | )

oder was meint ihr? :unsure:

[Anilorak]

Testatfragen SoSe 2012:

1. Nennen sie zwei Faktoren, die eine Erdmagnetfeldmessung beeinflussen können (2)

2. Skizzieren Sie die Messmethode zur Bestimmung der Winkel delta1 und delta2 für die 1. und 2. HGL. Bezeichnen sie insbesondere die Orientierung des Magneten und den Abstand ra (3)

3. Welchen Wert hat das Erdmagnetfeld B=mü0He in T (Tesla) in etwa? Größenordnung reicht (1)

4. Welche Maßeinhet besitzt das Trägheitsmoment eines Körpers? (1)

5. Bei der Verwendung einer Stoppuhr für die Bestimmung der Schwingungsdauer einer Drehschwingung treten Messfehler auf. Bei einer gemessenen Zeit von T=100s wird eine Reaktionszeit von 0,5s und eine systematische Ungenauigkeit der Uhr von 0,2+5*10^-4T angenommen. Wie groß ist die Gesamtunsicherheit deltaT für den Fall, dass der statistische Charakter der Reaktionszeit vernachlässigt wird (st=0) (2)

6. Bei einer Zeitmessung von T=100s und einem Fehler dieser Messung von deltaT=5s, geben Sie den telativen Fehler der Messung an (1)






1. Welche zwei Experimente werden im Versuch angewandt um die horizonale Komponente Heh der Erdmagnetfelds zu messen? (2)

2. Der Inklinationswinkel des Erdmagnetfeldes wurde zu PHI=45° bestimmt. Wie groß ist die vertikale Komponente Hev des Erdmagnetfeldes, wenn die horizontele Komponente gleich 17 A/m beträgt? (1)

3. Zeichne die magnetischen Feldlinien eines magnetischen Dipols und die beiden HGLs. Was ist das besondere an den Hauptlagen? (3)

4. Zeichne in einem homogenen Magnetfeld die Lage minimaler Energie eines magnetischen Stabes. Was passierte, drehte man ihn aus dieser Ruhelage heraus? (2)

5. Die Größe y wird aus den Messgrößen a und b sie folgt berechnet: y=a^2*b . gib für diesen Fall die Formel für den relativen Fehler von y an und berechne den relativen Fehler deltay/y aus den gegebenen Werten deltaa/a=deltab/b=4% (2)

[Bombenrichter]

Hier ein paar Fragen aus Klein Phi:
 
 [LIST=1]

• Wie lautet der Satz von      Steiner? Benennen Sie die einzelnen Terme.
• Nennen Sie zwei Faktoren, die      eine Erdmagnetfeldmessung beeinflussen können.
• Es sei a(J,T)=4π²·(J⁄T²).      Wie lautet Δa in der linearen Fehlerfortpflanzung?
  
• Das Trägheitsmoment eines      Kreiszylinders lautet J=m·(l²⁄12+d²⁄16).      Leiten Sie anhand der Formel das Trägheitsmoment einer Scheibe her.
  
• Laut Versuchsanleitung wurde im      Jahr 1980 die Horizontalkomponente des Erdmagnetfeldes in Mitteleuropa zu      etwa µHEH=20µT bestimmt.Wie groß ist die magnetische Feldstärke HEH? (1 Punkt)
  
• Wie groß ist der Betrag der      magnetischen Feldstärke des Erdmagnetfeldes HE, wenn der      Inklinationswinkel (der Winkel zwischen magnetischer Feldlinie und der      Horizontalen) φ=60° beträgt? (1 Punkt)
  
• Wie groß ist die      Messunsicherheit von HE, wenn ΔHEH=5%      und Δφ=1°?
  
• Wie hängt die (elektrische)      Feldstärke einer Punktladung von  der Entfernung ab? Wie hängt die      Feldstärke eines Dipols von der  Entfernung ab? (Jeweils nur den Exponenten      des Abstandes r nennen: E∝r?) (2 Punkte)
  
• Skizzieren Sie die erste und      die zweite Gauß’sche Hauptlage  eines Magneten bezüglich der      Himmelsrichtungen und einer  Kompassnadel. (Hinweis: Es reicht, wenn je      Hauptlage nur eine der  möglichen Orientierungen des Magneten skizziert      wird.) (2 Punkte)
• Skizzieren Sie jeweils die      Orientierungen der Kompassnadel. (2 Punkte)
• Wie ist das Trägheitsmoment      definiert?
• Wie lautet das Trägheitsmoment      eines Zylinders?
• Wovon hängt die      Schwingungsdauer des Erdmagnetfeld ab?
• Wie berechnet man das E-Feld      einer Punktladung?
• Wie wird die      Horizontalkomponente des Erdmagnetfeld bestimmt? (4 Gleichungen gegeben)
• Formel für das Trägheitsmoment      einer xy-Scheibe um die z-Achse gegeben, wie lautet es für die x-Achse?
• Näherung der Formel (5a) für      kleine Winkel?
• Was ist die Inklination (evtl. Skizze), warum mus sie bestimmt werden? (1 Punkt)
• Durch welches, vom Menschen nicht beeinflussbare, physikalische  Phänomen ändert sich das Magnetfeld auf der Erde täglich? (1 Punkt)
• Zeichnen Sie die Erde mit      geographischen und magnetischen  Polen. Skizzieren Sie die Form und die      Richtung des  Erdmagnetfeldes. Wie groß ist der zu erwartende      Inklinationswinkel  bei 50° nördlicher Breite (Dresden)?
• Wovon hängt die      Schwingungsdauer T der Drehschwingung ab? (Formel + Erläuterung)
• Wie ändert sich das      Trägheitsmoment eines Zylinders, wenn sich R und L verdoppeln?
• Ein Stabmagnet befindet sich in      einem homogenen, statischen  Magnetfeld und richtet sich aus. Skizzieren      Sie das äußere Feld und  den Stabmagneten. Begründen Sie warum es bei      Auslenkung des  Magneten um den Winkel α zu einer Drehschwingung kommt.
• Skizziere einen Stabmagneten       im äußeren H-Feld. Wie lautet die        Schwingungsgleichung? Wie groß ist die       Schwingungsdauer?
• Wie unterscheiden sich       magnetische und elektrische Feldlinien?  Zeichne die Feldlinien 2er entgegengesetzter        Punktladungen eines         Stabmagneten
• Jb sei das Trägheitsmoment durch      die Schwerpunktachse. Wie groß ist das Trägheitsmoment Ja durch eine dazu parallele Achse mit Abstand a?
  
• Wie sind magnetisches Moment      und Polarisation verknüpft?
• Einheiten von: B,H,Q
• Welche mechanischen größen werden gemessen, und welche unbekannten  müssen bekannt sein? (gemessene größen: m,L,R  - unbekannte: winkel,x,y,  mü0)
• Wieso schwingt ein um alpha ausgelenkter, an einem langen Faden  hängender Magnet (inkl. Skizze)? (Weil der magnet sich in  nord-süd-richtung ausrichten will, dadurch wird er beschleunigt, das  heißt, das schwingungen bzw amplituden ni kleiner werden, wie beim  stein(wegen luftwiederstand und so), sondern halbwegs gleich groß  bleiben.)
• Wovon hängt die Schwingungsbewegung ab?
• Welche Größen müssen gemessen werden um das Erdmagnetfeld nach Gauß  zu bestimmen? Welche Konstante wird als bekannt vorraus gesetzt?
• Bewegungsgleichung von einem Drehschwinger nennen, deren Lösung für kleine Amplituden angeben.
• Irgendetwas zur Fehlerrechnung glaub y= x/z² und davon den Fehler wobei x und z unabhängige Fehler sind.

[Joavon]

Hihi,

hat jemand Fragen & Antworten aus den Praktika 2014 zu dem Thema?

Grüße,
Joavon

[rico_beard]

Das kam bei uns gestern dran

[Lykos]

20.05.2015


1) Was soll im Versuch bestimmt werden? (10P)

2) Erde und sein Magnetfeld zeichnen, Horizontalkomponente, Vertikalkomponente und Inklinationswinkel bei 50° nördlicher Breite einzeichnen (15P)
Wichtig ist, dass die Horizontalkomponente parallel zur Erdoberfläche verläuft, Vertikalkomponente dann im 90° Winkel zu Hh

3) Formel für die Lorentzkraft, Erklärung/Krafteinwirkung und Skizze für:  (15P)

a) Elektron bewegt sich im Magnetfeld parallel zu den Feldlinien
b) Elektron bewegt sich im Magnetfeld senkrecht zu den Feldlinien
Linke-Hand-Regel zur Ablenkung der Elektronen

4) Relativer Fehler für die Hilfsgröße a berechnen, bei gegebener Formel und Fehler für T und J (30P)
Eklige Aufgabe, kann mich auch irgendwie nichtmehr genau daran erinnern, die Aufgabe unterscheidet sich aber von der aus dem anderen geposteten Testat von vor zwei Wochen.

5) Formel und alle Größen für Hx der 1. GHL gegeben. (30P)

a) Hx berechnen
b) Zusätzlichen Beitrag von Hx berechnen, wenn sich ein Magnet des Partnertisches in       1 Meter Entfernung befindet und das Magnetfeld beeinflusst
Frage 10 aus dem Skript ähnlich


Hatten beim Herrn Richter, ist ziemlich locker drauf und benotet großzügig; man kann ihm auch jederzeit Fragen stellen.
Ihr solltet auf jedenfall Fehlerrechnung draufhaben, sonst geht ihr in dem Praktikum ein bischen unter. Auch sonst empfand ich dieses Praktikum als ziemlich nervig und langatmig!