HA Hilfe - Bewegung geladener Teilchen in Feldern

    Wir haben Hausaufgaben in Physik auf und ich hoffe hier kann mir jemand helfen!
    Wäre echt nett.


    1) An einem horizontal liegenden Plattenkondensator wird eine Gleichspannung so gelegt, dass die obere Platte positiv geladen ist. In einem Punkt zwischen den Platten des Kondensators befindet sich ein negativ geladenes Teilchen der Masse m zunächst in Ruhe und wird dann freigegeben. Von Reibung wird abgesehen!

    a) Geben Sie an, welche Kräfte auf das Teilchen wirken und in welche Richtung!

    b) Welche Bewegungsmöglichkeiten ergeben sich für das Teilchen? Geben Sie dabei auch jeweils die Kräftebedingung mit an!

    c) Stellen Sie eine Gleichung zur Berechnung der Beschleunigung des Teilchens auf!

    d) Berechnen Sie den Betrag der resultierenden Kraft, wenn das Teilchen die Masse
    m=3,2 * 10-9 kg und die Ladung Q= -2,4 * 10-12 C besitzt! Am Kondensator liegt die Spannung U=2,6 kV an und die Platten haben einen Abstand von 4,5 cm.

    e) Welche Zeit braucht das Teilchen bis zur oberen Platte, wenn es seine Bewegung an der unteren Platte beginnt und welche kinetische Energie hat es beim Aufprall auf die obere Platte?


    lg :)

    naja ich habs probiert anzufangen, aber ich finde nicht wirklich einen ansatz wie ich es machen könnte!
    Ich versteh die gesamte Thematik nicht ganz so, deswegen ist es schwer für mich.
    Also vielleicht könntest du mir einen ausführlicheren ansatz geben!?

    a.) Das positive und negative Ladungen sich einander anziehen, weißt Du, oder?
    Jetzt ist die positiv geladene Platte oben, also wirkt eine Kraft nach oben.
    Außerdem wirkt die Schwerkraft nach unten. Für beides (elektrische Kraft und Schwerkraft) findest Du bestimmt Formeln im Schulbuch.
    b.) In der Physik werden beschleunigte Bewegungen prinzipiell immer auf dieselbe Art und Weise gelöst: Es gibt eine physikalische Ursache für eine Bewegungsänderung, z.B. die Gravitationskraft, die Kraft einer Feder oder eben hier elektrische Wechselwirkungen. Um die verursachte Bewegungsänderung durch diese Kraft beschreiben zu können, braucht man einen allgemeinen Ausdruck, der Bewegungsänderungen unter Einfluss von Kräften ganz allgemein beschreibt, ohne dass es uns interessiert, welche Kraft es genau ist. Das ist F=m*a.
    Wenn Du jetzt aber tatsächlich weißt, dass F durch z.B. die Gravitation hervorgerufen wird, dann hast Du für F einen Ausdruck, den Du einsetzen kannst. Das ist vermutlich in der Aufgabenstellung mit Kräftebedingung gemeint. In Deiner Aufgabenstellung ist das dann natürlich die resultierende Kraft aus elektrischer und Schwerkraft.
    Welche Bewegungsmöglichkeiten gibt es? Na ja: das hängt davon ab, welche der Kräfte im Startpunkt der Bewegung dominieren: sind beide gleich, dann bleibt die Ladung, wo sie ist. Ist die elektrische Größer, dann geht's zur positiven Platte. Ist die Schwerkraft größer, dann sinkt die negative Ladung in Richtung der negativen Platte. Im ersten Augenblick könnte man denken, daß die negative Ladung dann immer stärker abgestoßen werden müßte, aber die elektrische Kraft in dem (idealen) Plattenkondensator ist homogen, deswegen passiert das nicht.
    c.) wenn Du die resultierende Kraft = m*a gesetzt hast erhälst Du einen Ausdruck, der dir die Beschleunigung liefert.
    d.) ausrechnen
    e.) Es gibt wieder einen Ausdruck, den Du im Schulbuch nachschlagen kannst, mit dem man die kinetische Energie leicht ausrechnen kann. Die Zeit bekommst Du bestimmt über alte bekannte Formeln heraus, die die beschleunigten Bewegungen behandeln.