Matura-Wiki

Alles maturrelevante an einem Ort.

Benutzer-Werkzeuge

Webseiten-Werkzeuge


elektrostatik

Dies ist eine alte Version des Dokuments!


Elektrostatik

Bewegung im homogenen Längsfeld

Das elektrische Feld geht von von der positiv geladenen Platte eines Plattenkondensators zur negativ geladenen. Ein Proton $p^{+}$ bewegt sich demnach mit dem Feld; ein Elektron $e^{-}$ gegen das Feld.
Der Vektor, welcher das elektrische Feld beschreibt, kann auf verschiedenen Weisen dargestellt werden: $$\vec{E} = E_{x}\vec{e}_{x}+E_{y}\vec{e_{y}}$$ $$\vec{E_{1}} = E_{x}\vec{e}_{x} = (E_{x}, 0) = (\overset{E_{x}}{0})$$ $$\vec{E_{2}} = E_{y}\vec{e_{y}} = (0, E_{y}) = (\overset{0}{E_{y}})$$

Herleitung

Physikalische Situation

  • Plattenkondensator: links negative Platte; rechts positive
  • homogenes elektrisches Feld $\vec{E}$ entsteht
  • Elektron $q_{e} = -e$ befindet sich zwischen den Platten

Kräfte und Beschleunigung

2. Newtonsches Gesetz: $$\vec{F} = m \cdot \vec{a}$$ Die Kraft auf das Elektron ist die Coloumbkraft im Feld: $$\vec{F_{e}} = q_{e} \cdot \vec{E}$$ Einsetzen in $m \cdot \vec{a} = \vec{F}$: $$m_{e} \cdot \vec{a} = q_{e} \cdot \vec{E} ⇒ \vec{a} = \frac{q_{e}}{m_{e}} \cdot \vec{E}$$ Da $q_{e} = -e$ für ein Elektron, gilt: $$\vec{a} = - \frac{e \cdot E_{x}}{m_{e}} \cdot \vec{E}$$ Das Minuszeichen bedeutet, dass die Beschleunigung entgegen der Feldrichtung zeigt, da es sich um ein Elektron handelt. Die Richtung kann explizit wie folgt angegeben werden. So wird gezeigt, dass die x-Richtung als Achse gewählt wurde und $\vec{a}$ zeigt nach $-x$: $$\vec{a} = \frac{e \cdot E_{x}}{m_{e}} \cdot (-\vec{e_{x}})$$

Bewegungsgleichungen

Angenommen, das Teilchen startet aus Ruhe, gilt $v_{0} = 0$.
Nun kann die Formel der gleichmässig bescheunigten Bewegung angewendet werden: $$Δs = v_{0} \cdot t + \frac{1}{2} \cdot a \cdot t^{2} = \frac{1}{2} \cdot a \cdot t^{2}$$

Formeln

$$a = \frac{F}{m} = \frac{q \cdot E}{m}$$

elektrostatik.1757514439.txt.gz · Zuletzt geändert: 2025/09/10 10:27 von webmaster

Donate Powered by PHP Valid HTML5 Valid CSS Driven by DokuWiki