Arbeitsblatt Coulombsches Gesetz & elektrische Felder mit Lösungen

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1.Leicht
−−8 µC−−4 µCr = 10 cm

Zwei Punktladungen von −8 µC und −4 µC sind 10 cm voneinander entfernt. Bestimme den Betrag der elektrischen Kraft F zwischen ihnen. Verwende k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C².

q1 = −8 µCq2 = −4 µCr = 10 cm
F = N
2.Leicht
−−1 µC++10 µCr = 4 cm

Zwei Punktladungen von −1 µC und +10 µC sind 4 cm voneinander entfernt. Bestimme den Betrag der elektrischen Kraft F zwischen ihnen. Verwende k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C².

q1 = −1 µCq2 = +10 µCr = 4 cm
F = N
3.Mittel
++10 µC−−3 µC++10 µC4 cm + 6 cm

Drei Punktladungen liegen auf einer Geraden: +10 µC links, +10 µC rechts im Abstand 10 cm und −3 µC dazwischen, 4 cm von der linken Ladung entfernt. Bestimme den Betrag der resultierenden elektrischen Kraft F auf die mittlere Ladung. Use k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C².

qL = +10 µCqR = +10 µCqM = −3 µCrL = 4 cmrR = 6 cm
F = N
4.Mittel
++4 µC−−1 µCP20 cm

Eine Ladung von +4 µC und eine Ladung von −1 µC sind 20 cm voneinander entfernt. Der Punkt P liegt auf der Verbindungslinie zwischen ihnen, 15 cm von der ersten Ladung entfernt. Bestimme den Betrag der elektrischen Feldstärke E in P.

q1 = +4 µCq2 = −1 µCr1 = 15 cmr2 = 5 cm
E = N/C
5.Schwer
L = 20 cm12°qq

Zwei gleiche kleine Kugeln mit je 10 g hängen an isolierenden Fäden von 20 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. Use k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C².

m = 10 gL = 20 cmθ = 12°g = 9,81 m/s²
q = nC
6.Schwer
8 cm5 cm+q1​ = +1 µC+q3​ = +4 µC+q2​ = +3 µC

Drei positive Punktladungen sitzen an den Ecken eines rechtwinkligen Dreiecks: q₃ = 4 µC sitzt an der Ecke mit dem rechten Winkel, q₁ = 1 µC ist 8 cm davon entfernt entlang der einen Kathete und q₂ = 3 µC 5 cm entlang der anderen. Bestimme den Betrag der resultierenden elektrischen Kraft F auf q₃.

q1 = 1 µCq2 = 3 µCq3 = 4 µCr13 = 8 cmr23 = 5 cm
F = N

Lösungsschlüssel

  1. 1. F = 28,77 N
  2. 2. F = 56,19 N
  3. 3. F = 93,65 N
  4. 4. E = 5,194 × 10⁶ N/C
  5. 5. q = 126,7 nC
  6. 6. F = 43,52 N

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