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Hall-Effekt und Lorentzkraft einfach erklärt: Formeln, Skizzen und Übungen

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Anne

19.3.2023

Physik

Physik - Lorentzkraft und Schwingungen

Hall-Effekt und Lorentzkraft einfach erklärt: Formeln, Skizzen und Übungen

Der Leitfaden behandelt wichtige Konzepte der Physik wie den Hall-Effekt, harmonische Schwingungen und die Lorentzkraft. Er erklärt die Grundlagen dieser Phänomene und ihre praktischen Anwendungen.

• Der Hall-Effekt wird zur Messung von Magnetfeldern genutzt
Fadenpendel und Federpendel sind Beispiele für harmonische Schwingungen
• Die Lorentzkraft beschreibt die Kraft auf bewegte Ladungen im Magnetfeld
• Wellen werden durch Weg-Zeit-Gesetze und Ausbreitungsgeschwindigkeiten charakterisiert

...

19.3.2023

8254

PHYSIK-KLAUSUR
LORENTZ KRAFT & Elektromagnetismus
geladene Teilchen
werden in einem Magnetfeld abgelenkt
D
> Linke-Hand-Regel
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Harmonische Schwingungen und Wellen

Der zweite Teil des Leitfadens konzentriert sich auf harmonische Schwingungen und Wellen. Das Federpendel wird als weiteres Beispiel für harmonische Schwingungen vorgestellt.

Die Schwingungsdauer eines Federpendels wird durch die Formel T = 2π√m/Dm/D beschrieben, wobei m die Masse und D die Federkonstante ist.

Highlight: Das Hooke'sche Gesetz besagt, dass die Rückstellkraft einer Feder proportional zur Auslenkung ist: F = -D·s

Harmonische Schwingungen werden durch Sinus- oder Cosinus-Funktionen dargestellt. Das Weg-Zeit-Gesetz für eine harmonische Schwingung lautet stt = A · sinωtωt oder stt = A · cosωtωt, wobei A die Amplitude und ω die Kreisfrequenz ist.

Definition: Die Kreisfrequenz ω ist definiert als ω = 2π/T = 2πf, wobei T die Periodendauer und f die Frequenz ist.

Der Leitfaden behandelt auch die Ableitung der Weg-Zeit-Funktion zur Bestimmung von Geschwindigkeit und Beschleunigung bei harmonischen Schwingungen.

Abschließend werden Wellen betrachtet, insbesondere Transversal- und Longitudinalwellen. Die allgemeine Wellengleichung wird vorgestellt: fx,tx,t = ymax · sinkxωtkx-ωt.

Vocabulary: Eine Transversalwelle schwingt senkrecht zur Ausbreitungsrichtung, während eine Longitudinalwelle in Ausbreitungsrichtung schwingt.

Die Ausbreitungsgeschwindigkeit von Wellen wird durch die Formel c = λ · f = λ/T beschrieben, wobei λ die Wellenlänge, f die Frequenz und T die Periodendauer ist.

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Physik

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19. März 2023

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@handmade_study_passion

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Der zweite Teil des Leitfadens konzentriert sich auf harmonische Schwingungen und Wellen. Das Federpendel wird als weiteres Beispiel für harmonische Schwingungen vorgestellt.

Die Schwingungsdauer eines Federpendels wird durch die Formel T = 2π√m/Dm/D beschrieben, wobei m die Masse und D die Federkonstante ist.

Highlight: Das Hooke'sche Gesetz besagt, dass die Rückstellkraft einer Feder proportional zur Auslenkung ist: F = -D·s

Harmonische Schwingungen werden durch Sinus- oder Cosinus-Funktionen dargestellt. Das Weg-Zeit-Gesetz für eine harmonische Schwingung lautet stt = A · sinωtωt oder stt = A · cosωtωt, wobei A die Amplitude und ω die Kreisfrequenz ist.

Definition: Die Kreisfrequenz ω ist definiert als ω = 2π/T = 2πf, wobei T die Periodendauer und f die Frequenz ist.

Der Leitfaden behandelt auch die Ableitung der Weg-Zeit-Funktion zur Bestimmung von Geschwindigkeit und Beschleunigung bei harmonischen Schwingungen.

Abschließend werden Wellen betrachtet, insbesondere Transversal- und Longitudinalwellen. Die allgemeine Wellengleichung wird vorgestellt: fx,tx,t = ymax · sinkxωtkx-ωt.

Vocabulary: Eine Transversalwelle schwingt senkrecht zur Ausbreitungsrichtung, während eine Longitudinalwelle in Ausbreitungsrichtung schwingt.

Die Ausbreitungsgeschwindigkeit von Wellen wird durch die Formel c = λ · f = λ/T beschrieben, wobei λ die Wellenlänge, f die Frequenz und T die Periodendauer ist.

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Lorentzkraft und Elektromagnetismus

Der erste Teil des Leitfadens befasst sich mit der Lorentzkraft und elektromagnetischen Phänomenen. Die Lorentzkraft beschreibt die Ablenkung geladener Teilchen in einem Magnetfeld. Zur Bestimmung der Kraftrichtung wird die Linke-Hand-Regel verwendet.

Definition: Die Lorentzkraft ist die Kraft, die auf bewegte elektrische Ladungen in einem Magnetfeld wirkt.

Die Lorentzkraft-Formel wird vorgestellt: FL = q · v · B, wobei q die Ladung, v die Geschwindigkeit und B die Magnetfeldstärke ist.

Highlight: Die Linke-Hand-Regel hilft bei der Bestimmung der Lorentzkraft-Richtung: Daumen zeigt in Bewegungsrichtung, Zeigefinger in Richtung des Magnetfelds, Mittelfinger gibt die Kraftrichtung an.

Der Hall-Effekt wird als Methode zur Messung von Magnetfeldstärken eingeführt. Eine Hall-Sonde nutzt die Ablenkung von Elektronen durch die Lorentzkraft zur Bestimmung der Magnetfeldstärke.

Vocabulary: Eine Hall-Sonde ist ein Gerät zur Messung von Magnetfeldstärken, das auf dem Hall-Effekt basiert.

Das Fadenpendel wird als Beispiel für harmonische Schwingungen behandelt. Die Rückstellkraft des Fadenpendels wird durch die Formel FR = m·g·sinφφ beschrieben, wobei für kleine Winkel bis10°bis 10° die Näherung sinφφ ≈ φ gilt.

Example: Bei einem Fadenpendel mit kleinem Auslenkwinkel 10°≤10° kann die Schwingung als harmonisch betrachtet werden, da die Rückstellkraft näherungsweise proportional zur Auslenkung ist.

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Die App ist sehr leicht und gut gestaltet. Habe bis jetzt alles gefunden, nachdem ich gesucht habe und aus den Präsentationen echt viel lernen können! Die App werde ich auf jeden Fall für eine Klassenarbeit verwenden! Und als eigene Inspiration hilft sie natürlich auch sehr.

Stefan S

iOS user

Diese App ist wirklich echt super. Es gibt so viele Lernzettel und Hilfen, […]. Mein Problemfach ist zum Beispiel Französisch und die App hat mega viel Auswahl für Hilfe. Dank dieser App habe ich mich in Französisch verbessert. Ich würde diese jedem weiterempfehlen.

Samantha Klich

Android user

Wow ich bin wirklich komplett baff. Habe die App nur mal so ausprobiert, weil ich es schon oft in der Werbung gesehen habe und war absolut geschockt. Diese App ist DIE HILFE, die man sich für die Schule wünscht und vor allem werden so viele Sachen angeboten, wie z.B. Ausarbeitungen und Merkblätter, welche mir persönlich SEHR weitergeholfen haben.

Anna

iOS user

Ich finde Knowunity so grandios. Ich lerne wirklich für alles damit. Es gibt so viele verschiedene Lernzettel, die sehr gut erklärt sind!

Jana V

iOS user

Ich liebe diese App sie hilft mir vor jeder Arbeit kann Aufgaben kontrollieren sowie lösen und ist wirklich vielfältig verwendbar. Man kann mit diesem Fuchs auch normal reden so wie Probleme im echten Leben besprechen und er hilft einem. Wirklich sehr gut diese App kann ich nur weiter empfehlen, gerade für Menschen die etwas länger brauchen etwas zu verstehen!

Lena M

Android user

Ich finde Knowunity ist eine super App. Für die Schule ist sie ideal , wegen den Lernzetteln, Quizen und dem AI. Das gute an AI ist , dass er nicht direkt nur die Lösung ausspuckt sondern einen Weg zeigt wie man darauf kommt. Manchmal gibt er einem auch nur einen Tipp damit man selbst darauf kommt . Mir hilft Knowunity persönlich sehr viel und ich kann sie nur weiterempfehlen ☺️

Timo S

iOS user

Die App ist einfach super! Ich muss nur in die Suchleiste mein Thema eintragen und ich checke es sehr schnell. Ich muss nicht mehr 10 YouTube Videos gucken, um etwas zu verstehen und somit spare ich mir meine Zeit. Einfach zu empfehlen!!

Sudenaz Ocak

Android user

Diese App hat mich echt verbessert! In der Schule war ich richtig schlecht in Mathe und dank der App kann ich besser Mathe! Ich bin so dankbar, dass ihr die App gemacht habt.

Greenlight Bonnie

Android user

Ich benutze Knowunity schon sehr lange und meine Noten haben sich verbessert die App hilft mir bei Mathe,Englisch u.s.w. Ich bekomme Hilfe wenn ich sie brauche und bekomme sogar Glückwünsche für meine Arbeit Deswegen von mir 5 Sterne🫶🏼

Julia S

Android user

Also die App hat mir echt in super vielen Fächern geholfen! Ich hatte in der Mathe Arbeit davor eine 3+ und habe nur durch den School GPT und die Lernzettek auf der App eine 1-3 in Mathe geschafft…Ich bin Mega glücklich darüber also ja wircklich eine super App zum lernen und es spart sehr viel Heit dass man mehr Freizeit hat!

Marcus B

iOS user

Mit dieser App hab ich bessere Noten bekommen. Bessere Lernzettel gekriegt. Ich habe die App benutzt, als ich die Fächer nicht ganz verstanden habe,diese App ist ein würcklich GameChanger für die Schule, Hausaufgaben

Sarah L

Android user

Hatte noch nie so viel Spaß beim Lernen und der School Bot macht super Aufschriebe die man Herunterladen kann total Übersichtlich und Lehreich. Bin begeistert.

Hans T

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Samantha Klich

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Anna

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Ich finde Knowunity so grandios. Ich lerne wirklich für alles damit. Es gibt so viele verschiedene Lernzettel, die sehr gut erklärt sind!

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Lena M

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Ich finde Knowunity ist eine super App. Für die Schule ist sie ideal , wegen den Lernzetteln, Quizen und dem AI. Das gute an AI ist , dass er nicht direkt nur die Lösung ausspuckt sondern einen Weg zeigt wie man darauf kommt. Manchmal gibt er einem auch nur einen Tipp damit man selbst darauf kommt . Mir hilft Knowunity persönlich sehr viel und ich kann sie nur weiterempfehlen ☺️

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Die App ist einfach super! Ich muss nur in die Suchleiste mein Thema eintragen und ich checke es sehr schnell. Ich muss nicht mehr 10 YouTube Videos gucken, um etwas zu verstehen und somit spare ich mir meine Zeit. Einfach zu empfehlen!!

Sudenaz Ocak

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Marcus B

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