Elektrost. Feld der Erde < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 20:14 Do 09.05.2013 | | Autor: | Lustique |
| Aufgabe | Das elektrostatische Feld der Erde beträgt in Bodennähe E(0 m) = 150 V/m. Mit zunehmender Höhe nimmt die Feldstärke näherungsweise linear ab, bis sie in 40 km Höhe den Wert E(40000 m) = 0 V/m erreicht.
Berechnen Sie die Energie, die im elektrischen Feld der Erde gespeichert ist.
Welche Potentialdifferenz herrscht zwischen der Erdoberfläche und einem Punkt in der Atmosphäre in 40 km Höhe?
Welcher Mechanismus könnte dafür verantwortlich sein, dass das Feld über der Erdoberfläche nicht mit [mm] $r^{-2}$ [/mm] abnimmt? |
Hallo zusammen,
irgendwie habe ich keine Ahnung, wie ich die Aufgabe angehen soll. Ich kann mit "Mit zunehmender Höhe nimmt die Feldstärke näherungsweise linear ab" ehrlich gesagt überhaupt nichts anfangen (was heißt "mit zunehmender Höhe"???). Muss ich, um die im Feld gespeicherte Energie ausrechnen zu können, nicht wissen wie [mm] $\vec{E}(\vec{r})$ [/mm] genau kennen? Dazu fällt mir nämlich nur folgende Formel aus meiner Vorlesung ein: [mm] $W=\int_V \frac{1}{2} \epsilon_0 |\vec{E}|^2 \,\mathrm{d}^3 [/mm] r$. Bei der Potentialdifferenz habe ich ein ähnliches Problem: [mm] $\Delta \phi=-\int_{r_A}^{r_B} \vec{E}(\vec{r})\cdot \,\mathrm{d}\vec{s}$. [/mm] Was ist hier [mm] $\vec{E}(\vec{r})$?
[/mm]
Nur zur letzten Frage hätte ich eine Antwort: Ionisation der oberen Atmosphäre durch Strahlung aus dem All, oder so.
Könnt ihr mir hier weiterhelfen? Ich komme mit so schwammigen Aufgabenstellungen nämlich leider überhaupt nicht klar...
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 20:20 Do 09.05.2013 | | Autor: | leduart |
Halllo
etwas nimmt linear mit x ab, wenn f(x)+a-b*x ist nimm x fuer Hoehe. damit kennst du da du 2 Punkte fuer E kennst a und b und damit E(h)
dann rechne in Kugelkoordinaten um die Energie zu berechnen.
Gruss leduart
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 20:47 Do 09.05.2013 | | Autor: | Lustique |
> Halllo
> etwas nimmt linear mit x ab, wenn f(x)+a-b*x ist nimm x
> fuer Hoehe. damit kennst du da du 2 Punkte fuer E kennst a
> und b und damit E(h)
> dann rechne in Kugelkoordinaten um die Energie zu
> berechnen.
> Gruss leduart
Hallo leduart,
danke für deinen Tipp! Kann ich also annehmen, die Feldstärke nimmt über die gesamte Höhe linear ab? Habe ich da einfach zu kompliziert gedacht oder habe ich deinen Tipp missverstanden?
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(Antwort) fertig | | Datum: | 20:51 Do 09.05.2013 | | Autor: | M.Rex |
Hallo
> > Halllo
> > etwas nimmt linear mit x ab, wenn f(x)+a-b*x ist nimm
> x
> > fuer Hoehe. damit kennst du da du 2 Punkte fuer E kennst a
> > und b und damit E(h)
> > dann rechne in Kugelkoordinaten um die Energie zu
> > berechnen.
> > Gruss leduart
>
> Hallo leduart,
> danke für deinen Tipp! Kann ich also annehmen, die
> Feldstärke nimmt über die gesamte Höhe linear ab?
Das kannst du tun, das steht doch auch so in der Aufgabenstellung nämlich
"Mit zunehmender Höhe nimmt die Feldstärke näherungsweise linear ab, bis sie in 40 km Höhe den Wert E(40000 m) = 0 V/m erreicht."
> Habe
> ich da einfach zu kompliziert gedacht oder habe ich deinen
> Tipp missverstanden?
Marius
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 20:59 Do 09.05.2013 | | Autor: | Lustique |
> Hallo
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> > > Halllo
> > > etwas nimmt linear mit x ab, wenn f(x)+a-b*x ist nimm
> > x
> > > fuer Hoehe. damit kennst du da du 2 Punkte fuer E
> kennst a
> > > und b und damit E(h)
> > > dann rechne in Kugelkoordinaten um die Energie zu
> > > berechnen.
> > > Gruss leduart
> >
> > Hallo leduart,
> > danke für deinen Tipp! Kann ich also annehmen, die
> > Feldstärke nimmt über die gesamte Höhe linear ab?
>
> Das kannst du tun, das steht doch auch so in der
> Aufgabenstellung nämlich
> "Mit zunehmender Höhe
> nimmt die Feldstärke näherungsweise linear ab, bis sie in 40
> km Höhe den Wert E(40000 m) = 0 V/m erreicht."
>
> > Habe
> > ich da einfach zu kompliziert gedacht oder habe ich
> deinen
> > Tipp missverstanden?
>
> Marius
Hallo Marius, danke für die Klarstellung. Ich habe das so (miss)verstanden, dass die Feldstärke erst ab einer bestimmten Höhe linear abnehmen soll, und vorher halt mit [mm] $r^{-2}$, [/mm] da auf dem vorherigen Aufgabenzettel eine Aufgabe stand, in der eine ähnliche Formulierung genau so etwas bedeutet hat... 
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