Arbeitsblatt Coulombsches Gesetz & elektrische Felder mit Lösungen

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1.Leicht
+q₁+q₂r

Zwei Punktladungen stoßen sich mit einer Kraft von 28 N ab. Die erste Ladung wird halbiert, und der Abstand zwischen den Ladungen wird verdreifacht. Bestimme die neue Kraft F′.

F = 28 Nq₁′ = 0,5·q₁r′ = 3·r
F′ = N
2.Leicht
+ + + + + +− − − − − −e⁻E = 600 N/C

Ein Elektron (Ladung −1,602 × 10⁻¹⁹ C, Masse 9,109 × 10⁻³¹ kg) befindet sich in einem homogenen elektrischen Feld von 600 N/C. Bestimme unter Vernachlässigung der Schwerkraft den Betrag seiner Beschleunigung a.

E = 600 N/C|q| = 1,602 × 10⁻¹⁹ Cm = 9,109 × 10⁻³¹ kg
a = m/s²
3.Mittel
++10 µC−−1 µCP60 cm

Eine Ladung von +10 µC und eine Ladung von −1 µC sind 60 cm voneinander entfernt. Der Punkt P liegt auf der Verbindungslinie zwischen ihnen, 30 cm von der ersten Ladung entfernt. Bestimme den Betrag der elektrischen Feldstärke E in P.

q1 = +10 µCq2 = −1 µCr1 = 30 cmr2 = 30 cm
E = N/C
4.Mittel
++4 µC++3 µCP60 cm

Eine Ladung von +4 µC und eine Ladung von +3 µC sind 60 cm voneinander entfernt. Der Punkt P liegt auf der Verbindungslinie zwischen ihnen, 30 cm von der ersten Ladung entfernt. Bestimme den Betrag der elektrischen Feldstärke E in P.

q1 = +4 µCq2 = +3 µCr1 = 30 cmr2 = 30 cm
E = N/C
5.Schwer
+ + + + + +− − − − − −e⁻1,5 × 10⁷ m/s6 cmE = 1500 N/C

Ein Elektron tritt mit 1,5 × 10⁷ m/s parallel zu zwei parallelen Platten in das homogene Feld zwischen ihnen ein. Die Platten sind 6 cm lang, und das Feld zwischen ihnen beträgt 1500 N/C. Elektronenladung 1,602 × 10⁻¹⁹ C, Masse 9,109 × 10⁻³¹ kg; vernachlässige die Schwerkraft. Wie weit y wird es seitlich abgelenkt, wenn es die Platten verlässt? Gib das Ergebnis in mm an.

v₀ = 1,5 × 10⁷ m/sL = 6 cmE = 1500 N/Ce = 1,602 × 10⁻¹⁹ Cme = 9,109 × 10⁻³¹ kg
y = mm
6.Schwer
4 cm8 cm+q1​ = +6 µC+q3​ = +10 µC+q2​ = +8 µC

Drei positive Punktladungen sitzen an den Ecken eines rechtwinkligen Dreiecks: q₃ = 10 µC sitzt an der Ecke mit dem rechten Winkel, q₁ = 6 µC ist 4 cm davon entfernt entlang der einen Kathete und q₂ = 8 µC 8 cm entlang der anderen. Bestimme den Betrag der resultierenden elektrischen Kraft F auf q₃.

q1 = 6 µCq2 = 8 µCq3 = 10 µCr13 = 4 cmr23 = 8 cm
F = N

Lösungsschlüssel

  1. 1. F′ = 1,556 N
  2. 2. a = 1,055 × 10¹⁴ m/s²
  3. 3. E = 1,099 × 10⁶ N/C
  4. 4. E = 99889 N/C
  5. 5. y = 2,11 mm
  6. 6. F = 355,4 N

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