Arbeitsblatt Coulombsches Gesetz & elektrische Felder mit Lösungen

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Name: ____________________   Datum: ____________

1.Leicht
++1 µC++1 µCr = 5 cm

Zwei Punktladungen von +1 µC und +1 µC sind 5 cm voneinander entfernt. Bestimme den Betrag der elektrischen Kraft F zwischen ihnen. Verwende k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C².

q1 = +1 µCq2 = +1 µCr = 5 cm
F = N
2.Leicht
−−4 µC−−2 µCr = 4 cm

Zwei Punktladungen von −4 µC und −2 µC sind 4 cm voneinander entfernt. Bestimme den Betrag der elektrischen Kraft F zwischen ihnen. Verwende k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C².

q1 = −4 µCq2 = −2 µCr = 4 cm
F = N
3.Mittel
++4 µC−−10 µCr = 20 cm

Zwei gleiche kleine Metallkugeln tragen Ladungen von +4 µC und −10 µC. Sie werden zusammengebracht und dann wieder in 20 cm Abstand gebracht. Bestimme den Betrag der Kraft F zwischen ihnen jetzt. Verwende k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C².

q1 = +4 µCq2 = −10 µCr = 20 cm
F = N
4.Mittel
++4 µC−−5 µC++8 µC5 cm + 15 cm

Drei Punktladungen liegen auf einer Geraden: +4 µC links, +8 µC rechts im Abstand 20 cm und −5 µC dazwischen, 5 cm von der linken Ladung entfernt. Bestimme den Betrag der resultierenden elektrischen Kraft F auf die mittlere Ladung. Verwende k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C².

qL = +4 µCqR = +8 µCqM = −5 µCrL = 5 cmrR = 15 cm
F = N
5.Schwer
L = 100 cm15°qq

Zwei gleiche kleine Kugeln mit je 8 g hängen an isolierenden Fäden von 100 cm Länge am selben Punkt. Sie erhalten gleiche Ladungen, und jeder Faden stellt sich unter 15° 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 = 8 gL = 100 cmθ = 15°g = 9,81 m/s²
q = nC
6.Schwer
10 cm3 cm+q1​ = +1 µC+q3​ = +10 µC+q2​ = +4 µC

Drei positive Punktladungen sitzen an den Ecken eines rechtwinkligen Dreiecks: q₃ = 10 µC sitzt an der Ecke mit dem rechten Winkel, q₁ = 1 µC ist 10 cm davon entfernt entlang der einen Kathete und q₂ = 4 µC 3 cm entlang der anderen. Bestimme den Betrag der resultierenden elektrischen Kraft F auf q₃.

q1 = 1 µCq2 = 4 µCq3 = 10 µCr13 = 10 cmr23 = 3 cm
F = N

Lösungsschlüssel

  1. 1. F = 3,596 N
  2. 2. F = 44,95 N
  3. 3. F = 2,023 N
  4. 4. F = 55,94 N
  5. 5. q = 791,7 nC
  6. 6. F = 399,7 N

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