IPhO-Aufgabensammlung Inhaltsverzeichnis

Aufgabe 11: Ionisiertes Helium
(a) Man sieht 3 Absorbtionslinien: 24, 3 nm, 25, 6 nm, 30, 4 nm
(b) senkrecht 6 Emissionslinien: 24, 3 nm, 25, 6 nm, 30, 4 nm, 121, 6 nm, 164, 1 nm, 468, 9 nm,
entgegen: die selben, außer die von (a)
Aufgabe 12: Fallender Magnet
Die Änderung von v durch die Parameter lässt sich mit einer Einheitenanalyse bestimmen.
⇒ v ∼
m · g · h · R · r3
µ 2 · µ 2 0
Alternativ kann man auch die vertikale Komponente des Magnetfeldes des Stabmagneten Bz(z, r)
bestimmen, dann hat man für die Spannung an einem Ring im Abstand z vom Magneten
U(z) = d
B(z, ρ)dA = v
dt
d
B(z, ρ)dA
dz
ρ≤r
Wenn man nun eine Zeit ∆t = h/v und die zugehörigen Energieverluste an allen Leiterschleifen
betrachtet, bekommt man
∆E =
+∞
∆t
i=−∞
t=0
U 2 (zi(t))
dt =
R
1
Rv
ρ≤r
+∞
z=−∞
U 2 (z)dz = mgh
Es reicht dann bei ∆E einen der Terme (sinnvollerweise den einfachsten) zu integrieren um die
Exponenten der Parameter zu bekommen.
Aufgabe 13: Masse des Seils
Winkel an der Wand α ≈ 28 ◦ .
m =
Aufgabe 14: Beschichtete Glasplatte
20 N
≈ 3, 8 kg
g · tan α
etwa 50 µm (zumindest die Größenordnung sollte stimmen)
Aufgabe 15: Draht im homogenen Gravitationsfeld
r(x) = r0 · exp − ρg
· x
2σ
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