KgÜ Aufgabe 8

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Chris087
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KgÜ Aufgabe 8

Beitrag von Chris087 » So 28. Dez 2008, 15:57

Hey zusammen,

Hat jemand eine ausführliche Lösung von KgÜ A8 Teil a)? Ich hab unter Zeitdruck nur die Lösungen abgeschrieben und komme nach mehrmaligem Rechnen nie auf das richtige Ergebnis für die 3 Bereiche!

Ich benutze ja den Satz von Gauß. Beim ersten Bereich komm ich noch drauf. Beim zweiten (a<r<2a) nehme ich für die Berechnung der Hüllfläche den Radius 2a, ansonsten alles wie beim ersten Bereich. Die Ladung ist ja nur in der inneren Kugel eingeschlossen, daher bleibt das Volumenintegral doch in allen 3 Bereichen gleich. Oder nicht?

Christian Bredtmann
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Re: KgÜ Aufgabe 8

Beitrag von Christian Bredtmann » Mo 29. Dez 2008, 10:34

Im zweiten Bereich gilt:

Q_{\text{ein}} = Q_{\text{ein,I}}(a) = \frac{4}{5}\pi a^3\,\cdot\,\rho_{e0}\ \ \ \ (Q_{\text{ein}}\ \ \text{des ersten Bereichs ausgewertet an}\ \ r = a)

\oint_{H(r)}\vec{D}\ d\!\vec{A} = D_r(r)\,\cdot\,4\pi r^2 = E_r(r)\,\cdot\,4\pi\epsilon_0 \eps_r(r)\,\cdot\, r^2 = E_r(r)\,\cdot\,4\pi\epsilon_0 k r^3

\Rightarrow E_r(r) = \frac{\rho_{e0}}{5 \eps_0 k} \cdot \frac{a^3}{r^3}

Dritter Bereich ist bis auf das Epsilon ziemlich identisch.

Gruß Christian

testuser
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Re: KgÜ Aufgabe 8

Beitrag von testuser » Mo 29. Dez 2008, 15:04

Alternativ kann man für jeden der drei Bereiche die Grundformel anwenden:

\vec E(\vec r) = \frac{1}{4\pi \cdot \eps} \cdot \int\int\int \frac{\vec r}{r^3} \cdot \rho_{e} \cdot dV

mit dV = r^2 \cdot \sin(\theta) dr d\theta d\phi

wobei bei den letzten zwei bereichen \rho_{e} konstant ist.
Мои пять копеек

Chris087
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Re: KgÜ Aufgabe 8

Beitrag von Chris087 » Di 30. Dez 2008, 13:38

Danke für die Erklärungen!

Jetzt hab ichs auch verstanden. Die Ladung ist ja im ersten Bereich vom r abhängig, in den anderen beiden nicht. Das hab ich irgendwie durcheinandergeworfen.

JohnWayne
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Re: KgÜ Aufgabe 8

Beitrag von JohnWayne » Fr 2. Jan 2009, 23:30

Hab die Aufgabe heute mal nachgerechnet.
Meine Lösung siehe Anhang. Wäre super wenn da einer von euch drüber schauen könnte und eventuelle Fehler korrigieren.

In Meiner Mitschrift fehlt leider zu Teil c) der Bereich 3. Hier bitte aufpassen!!!

Der Rest stimmt mit der Musterlösung auffällig überein.
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