Physik Grundlagen

Mit elektrischen Feldlinien wird das elektrische Feld visualisiert, um sein Verständnis zu erleichtern. Elektrische Feldlinien beginnen immer bei einer positiven Ladung und enden bei einer negativen Ladung oder im Unendlichen. Feldlinien schneiden sich niemals.

Auf Leiter enden elektrische Feldlinien immer senkrecht auf Oberflächen. Warum das so ist, wird hier ausführlich erklärt.

Im elektrischen Feld werden auf elektrische Ladungen Kräfte ausgeübt. Auffindbar ist ein elektrisches Feld beispielsweise im Raum um einen elektrisch geladenen Körper. Dabei kann ein Körper positiv oder negativ geladen sein.

Ich bin gerade auf einen interessanten Artikel bei SPON gestoßen – Paralleluniversen: Man lebt nur x-mal. Da wird eine These der theoretischen Physik vorgestellt, in der behauptet wird, dass kein Universum, sondern ein Multiversum existiert. So soll es nach dieser These möglich sein, dass irgendwo eine parallel Welt zu dieser Welt existiert, auf der sogar Doppelgänger von uns leben könnten. Und nicht nur das: “Alles existiert, was nicht von den Naturgesetzen verboten ist,” sagt Vilenkin. So könnte es Auto fahrende Dinosaurier geben und vieles mehr. Lest euch den Artikel einfach mal durch.

Auch in der Elektrizitätslehre gibt es einige Abkürzungen. Hier sind einige von ihnen Aufgeführt. Kein Gewähr auf Vollständigkeit, sollte etwas fehlen, einfach in den Kommentaren darauf hinweisen.

• Q – Elektrische Ladung – Einheit 1 C (Coulomb)
• I – Stromstärke – Einheit 1 A (Ampere)
• q – Ladung von einem Elektron
• F(E) – Elektrische Kraft (Feldkraft) – Einheit N (Newton)  / F steht für allgemeine Kraft, bei der Elektrizitätslehre geht man bei einem F aber von der elektrischen Kraft aus
• Wü – Überführungsarbeit – Einheit J (Joule)
• U – Elektrische Spannung – Einheit V (Volt)
• E – Elektrisches Feld (Elektrische Feldstärke)
  
• ε -Elektrische Feldkonstante

Das Feldlinien immer senkrecht auf Oberflächen von Leitern enden hat einen bestimmten Grund, der nachfolgend begründet werden soll.

Geht man einfach einmal davon aus, dass eine Feldlinie nicht senkrecht, sondern schräg auf die Oberfläche stehen würde, würde folgendes passieren:

• Eine dort sitzende Ladung erfährt eine schräg liegende Kraft F1
• Gleichzeitig verschiebt ihre Komponente F2 (parallel zur Oberfläche) die Ladung, sprich es wirkt auf die Ladungen in der Nähe der Oberfläche eine Kraft parallel zur Oberfläche
• Dies dauert so lange (geht sehr schnell), bis F2=0 ist und damit die Feldlinie senkrecht zur Oberfläche steht

Wenn Feldlinien senkrecht auf Leiteroberflächen enden, spricht man auch von einem elektrostatischen Gleichgewicht.

Diskussion zum Verständnis der Thematik:
http://matheraum.de/forum/Feldilen_-_warum_senkrecht/t443044

Feldlinien Richtung Aufgabe:
http://leifi.physik.uni-muenchen.de/web_ph12/musteraufgaben/01elektrfeld/feldlinie/feldlinie.htm

Anbei ein paar Links zu Aufgaben mit Lösungen zur physikalischen Leistung.

• Mechanische Leistung – Musteraufgaben
• Aufgaben zu Arbeit, Energie, Leistung und Wirkungsgrad

Laut Definition ist die Leistung das Ergebnis aus der Division von Arbeit durch Zeit:

Dabei muss man sich natürlich noch einmal vor Auge führen, was die Arbeit (W) überhaupt ist:

Aus diesem Wissen ergibt sich eine neue Formel für die Leistung. Statt die Arbeit direkt einzusetzen, greift man auf die Definition der Arbeit zurück:

Und was ist Δ s / Δ t ? Genau die Geschwindigkeit (v)! Damit ergibt sich letztendlich folgende Formel für die Leistung:

Je nach Aufgabenstellung und der damit entsprechenden Angaben sucht man sich die passende Formel aus.

Anbei eine Auflistung von Impulserhaltungssatz Aufgaben mit Lösungen.

• Aufgaben zum Impulserhaltungsssatz (mit Lösungen) – Dokument (Word)
• Aufgaben aus dem Unterricht (PDF)

Anbei eine Aufführung von verschiedenen Aufgaben zum Energieerhaltungssatz, die zum größten Teil auch Lösungen haben. Wir verlinken dabei auf die Aufgaben, sie sind kein Teil von www.physik-grundlagen.de !

• Physik * Jahrgangsstufe * 11 Aufgaben zum Energieerhaltungssatz (PDF)
• Aufgaben zur Energieerhaltung (PDF)
• Energieformen – Energieerhaltung
• Aufgaben aus dem Unterricht (PDF)

alpha-Centauri ist der Frage “Was ist Energie?” nachgegangen. So ist Energie eine abstrakte Rechengröße, eingeführt vom Menschen um gewisse Veränderungen von Systemen zu beschreiben. Das und noch vieles mehr über die Energie erfährt man im nachfolgenden Film. Viel Spaß beim Anschauen!