Grundlagen über Kräfte auf Ladungen im elektrischen Feld

Quelle: Dr. Rolf Piffer

Auf ein Teilchen mit der Ladung q wirkt eine Kraft $\stackrel{\rightharpoonup }{F}$ , wenn ein elektrisches Feld $\stackrel{\rightharpoonup }{E}$ vorhanden ist.

Ist die Ladung des Teilchens positiv, dann wirkt die Kraft in die gleiche Richtung wie das elektrische Feld $\stackrel{\rightharpoonup }{E}$ .

Ist die Ladung q hingegen negativ, dann wirkt die Kraft in entgegengesetzte Richtung wie das elektrische Feld.

Quelle: Dr. Rolf Piffer

Wirkt eine Kraft entlang der Geschwindigkeit auf einen Körper, ändert sich dessen Geschwindigkeitsbetrag v. In diesem Fall spricht man auch von einer Bewegung im elektrischen Längsfeld. Die Änderung Δv der Geschwindigkeit errechnet sich mit Hilfe der Formel:

Quelle: Dr. Rolf Piffer

In diesem Fall sind die Richtungen der Geschwindigkeit und die der Beschleunigung entweder gleich oder entgegen gesetzt. Das heißt, dass hierbei nicht unbedingt vektoriell gerechnet werden muss.
Zeigt $\stackrel{\rightharpoonup }{a}$ in die gleiche Richtung wie $\stackrel{\rightharpoonup }{v}$ , braucht man nur die Beträge zu betrachten und die Beschleunigung wäre positiv. Anderenfalls hätte a einen negativen Wert.

Quelle: Dr. Rolf Piffer

In diesem Fall sind die Richtungen vom elektrischen Feld $\stackrel{\rightharpoonup }{E}$ und der Anfangsgeschwindigkeit $\stackrel{\rightharpoonup }{v}$ orthogonal zueinander. Damit wirkt auch die Kraft $\stackrel{\rightharpoonup }{F}$ senkrecht zur anfänglichen Bewegungsrichtung und man spricht von einer Bewegung im elektischen Querfeld.
Ein sehr ähnliches Problem tritt beim waagerechten Wurf in der Mechanik auf. Dort hat die Anfangsgeschwindigkeit ${\stackrel{\rightharpoonup }{v}}_0$ eine horizontale Richtung, die Gravitationskraft ${\stackrel{\rightharpoonup }{F}}_{\mathrm{G}}$ dagegen eine vertikale.