Elektronen und Federn – Eine lustige Reise durch die Physik

Bei der ersten Aufgabe hat sich da ein kleines Schlaumeier-Experiment eingeschlichen. Kunden der Geschwindigkeit! Diese Elektronen haben es richtig drauf und flitzen mit 5⸴9 * 10^6 in unser Magnetfeld ein. Aber kein Grund zur Panik! Wenn man die Beschleunigungsspannung U0 herausfinden will ist es ein Kinderspiel, denn die Formel dafür ist U = mv²/(2e). Hier werden die Kräfte der Natur ganz schön ans Werk gerufen. Man könnte fast denken ´ die Elektronen fahren in einer Achterbahn ` nur dass die Schienen aus Magnetfeld bestehen.

Für die Flussdichte B muss dann die beschleunigte Kraft ins Spiel. Und so lautet die Formel: B = mv/(e). Aber Achtung die Richtung ist hier nicht irrelevant! Für die pharmazeutischen Hobby-Physiker bedeutet das, dass die Elektronen im Reißverschlussverfahren durch den Kondensator jagen. Hier spielt die einseitige Beschleunigung eine große Rolle. Zum Schluss stellt sich noch die Frage warum die Elektronen ebendies mit der Geschwindigkeit v0 in den Kondensator eintreten. Da muss man das kleine Geheimnis der Lorentzkraft kennenlernen. Die Elektronen können nie ihre Geschwindigkeit verlieren, denn die Kraft ist immer senkrecht und מי*Keine Arbeit wird verrichtet, wow!

Jetzt zur Feder! Mit einer Federkonstante von 40 N/m und einer Masse von 1kg wird die kleine Feder richtig ausgereizt. Die Berechnung der Verlängerung ist ganz einfach: Δs = m*g/D. Also, das grundlegende physikalische Prinzip des Fühlens bei der Verlängerung. Wenn der Körper einmal losgelassen wird beginnt das Schwingen. Die Formel für die Periode T ist T = 2π√(m/D). Schön und großartig!

Aber halt! Wenn die Masse verdoppelt und die Amplitude halbiert wird bleibt die Periode T immer noch unverändert für die Amplitude. Die Masse sorgt nur dafür, dass die Schwung-Show etwas länger dauert. Fast zu lustig, oder? Essen, Schlafen und Pendeln die natürliche Balance bleibt! Daher kann man die Federn und Elektronen in ihrer volatilen Gewohnheit lassen, denn die spannende Reise durch die Physik ist diese kleinen Wunderwerke wert!