Arbeitsblatt Coulombsches Gesetz & elektrische Felder mit Lösungen

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1.Leicht
−−3 µC++4 µCr = 5 cm

Zwei Punktladungen von −3 µC und +4 µC sind 5 cm voneinander entfernt. Bestimme den Betrag der elektrischen Kraft F zwischen ihnen. Verwende k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C².

q1 = −3 µCq2 = +4 µCr = 5 cm
F = N
2.Leicht
++10 µCPr = 50 cm

Bestimme den Betrag der elektrischen Feldstärke E im Abstand 50 cm von einer Punktladung von +10 µC. Use k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C².

q = +10 µCr = 50 cm
E = N/C
3.Mittel
++5 µC−−4 µCP50 cm

Eine Ladung von +5 µC und eine Ladung von −4 µC sind 50 cm voneinander entfernt. Der Punkt P liegt auf der Verbindungslinie zwischen ihnen, 25 cm von der ersten Ladung entfernt. Bestimme den Betrag der elektrischen Feldstärke E in P.

q1 = +5 µCq2 = −4 µCr1 = 25 cmr2 = 25 cm
E = N/C
4.Mittel
++5 µC++2 µCE = 040 cm

Ladungen von +5 µC und +2 µC sind 40 cm voneinander entfernt. In welchem Abstand x von der Ladung +5 µC ist das elektrische Feld auf der Verbindungslinie null?

q1 = +5 µCq2 = +2 µCd = 40 cm
x = cm
5.Schwer
L = 50 cm15°qq

Zwei gleiche kleine Kugeln mit je 10 g hängen an isolierenden Fäden von 50 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. Use k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C².

m = 10 gL = 50 cmθ = 15°g = 9,81 m/s²
q = nC
6.Schwer
6 cm10 cm+q1​ = +10 µC+q3​ = +8 µC+q2​ = +1 µC

Drei positive Punktladungen sitzen an den Ecken eines rechtwinkligen Dreiecks: q₃ = 8 µC sitzt an der Ecke mit dem rechten Winkel, q₁ = 10 µC ist 6 cm davon entfernt entlang der einen Kathete und q₂ = 1 µC 10 cm entlang der anderen. Bestimme den Betrag der resultierenden elektrischen Kraft F auf q₃.

q1 = 10 µCq2 = 1 µCq3 = 8 µCr13 = 6 cmr23 = 10 cm
F = N

Lösungsschlüssel

  1. 1. F = 43,15 N
  2. 2. E = 359600 N/C
  3. 3. E = 1,295 × 10⁶ N/C
  4. 4. x = 24,5 cm
  5. 5. q = 442,6 nC
  6. 6. F = 199,9 N

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