Arbeitsblatt Coulombsches Gesetz & elektrische Felder mit Lösungen

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1.Leicht
++3 µC−−5 µCr = 20 cm

Zwei Punktladungen von +3 µC und −5 µC sind 20 cm voneinander entfernt. Bestimme den Betrag der elektrischen Kraft F zwischen ihnen. Verwende k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C².

q1 = +3 µCq2 = −5 µCr = 20 cm
F = N
2.Leicht
+ + + + + +− − − − − −e⁻E = 3900 N/C

Ein Elektron (Ladung −1,602 × 10⁻¹⁹ C, Masse 9,109 × 10⁻³¹ kg) befindet sich in einem homogenen elektrischen Feld von 3900 N/C. Bestimme unter Vernachlässigung der Schwerkraft den Betrag seiner Beschleunigung a.

E = 3900 N/C|q| = 1,602 × 10⁻¹⁹ Cm = 9,109 × 10⁻³¹ kg
a = m/s²
3.Mittel
++3 µC−−8 µCr = 50 cm

Zwei gleiche kleine Metallkugeln tragen Ladungen von +3 µC und −8 µC. Sie werden zusammengebracht und dann wieder in 50 cm Abstand gebracht. Bestimme den Betrag der Kraft F zwischen ihnen jetzt. Verwende k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C².

q1 = +3 µCq2 = −8 µCr = 50 cm
F = N
4.Mittel
++6 µC++5 µCr = 30 cm

Zwei gleiche kleine Metallkugeln tragen Ladungen von +6 µC und +5 µC. Sie werden zusammengebracht und dann wieder in 30 cm Abstand gebracht. Bestimme den Betrag der Kraft F zwischen ihnen jetzt. Verwende k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C².

q1 = +6 µCq2 = +5 µCr = 30 cm
F = N
5.Schwer
L = 100 cm12°qq

Zwei gleiche kleine Kugeln mit je 10 g hängen an isolierenden Fäden von 100 cm Länge am selben Punkt. Sie erhalten gleiche Ladungen, und jeder Faden stellt sich unter 12° gegen die Vertikale ein. Verwende g = 9,81 m/s². Bestimme die Ladung q jeder Kugel in nC. Verwende k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C².

m = 10 gL = 100 cmθ = 12°g = 9,81 m/s²
q = nC
6.Schwer
+−P2 × 4 cm6 cm+6 µC−6 µC

Ladungen von +6 µC und −6 µC sind 8 cm voneinander entfernt. Punkt P liegt 6 cm vom Mittelpunkt zwischen ihnen entfernt auf der Mittelsenkrechten. Bestimme den Betrag der elektrischen Feldstärke E in P. Verwende k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C².

q1 = +6 µCq2 = −6 µCd = 8 cmh = 6 cm
E = N/C

Lösungsschlüssel

  1. 1. F = 3,371 N
  2. 2. a = 6,859 × 10¹⁴ m/s²
  3. 3. F = 0,2248 N
  4. 4. F = 3,022 N
  5. 5. q = 633,3 nC
  6. 6. E = 1,151 × 10⁷ N/C

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