Arbeitsblatt Coulombsches Gesetz & elektrische Felder mit Lösungen

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1.Leicht
++5 µC++3 µCr = ?

Punktladungen von +5 µC und +3 µC üben eine Kraft von 10 N aufeinander aus. Wie weit r sind sie voneinander entfernt? Gib das Ergebnis in cm an. Use k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C².

q1 = +5 µCq2 = +3 µCF = 10 N
r = cm
2.Leicht
+ + + + + +− − − − − −e⁻E = 4400 N/C

Ein Elektron (Ladung −1,602 × 10⁻¹⁹ C, Masse 9,109 × 10⁻³¹ kg) befindet sich in einem homogenen elektrischen Feld von 4400 N/C. Bestimme unter Vernachlässigung der Schwerkraft den Betrag seiner Beschleunigung a.

E = 4400 N/C|q| = 1,602 × 10⁻¹⁹ Cm = 9,109 × 10⁻³¹ kg
a = m/s²
3.Mittel
++2 µC++3 µCP10 cm

Eine Ladung von +2 µC und eine Ladung von +3 µC sind 10 cm voneinander entfernt. Der Punkt P liegt auf der Verbindungslinie zwischen ihnen, 7,5 cm von der ersten Ladung entfernt. Bestimme den Betrag der elektrischen Feldstärke E in P.

q1 = +2 µCq2 = +3 µCr1 = 7,5 cmr2 = 2,5 cm
E = N/C
4.Mittel
++1 µC−−10 µCr = 25 cm

Zwei gleiche kleine Metallkugeln tragen Ladungen von +1 µC und −10 µC. Sie werden zusammengebracht und dann wieder in 25 cm Abstand gebracht. Bestimme den Betrag der Kraft F zwischen ihnen jetzt. Use k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C².

q1 = +1 µCq2 = −10 µCr = 25 cm
F = N
5.Schwer
10 cm4 cm+q1​ = +4 µC+q3​ = +3 µC+q2​ = +1 µC

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

q1 = 4 µCq2 = 1 µCq3 = 3 µCr13 = 10 cmr23 = 4 cm
F = N
6.Schwer
3 cm10 cm+q1​ = +8 µC+q3​ = +5 µC+q2​ = +8 µC

Drei positive Punktladungen sitzen an den Ecken eines rechtwinkligen Dreiecks: q₃ = 5 µC sitzt an der Ecke mit dem rechten Winkel, q₁ = 8 µC ist 3 cm davon entfernt entlang der einen Kathete und q₂ = 8 µC 10 cm entlang der anderen. Bestimme den Betrag der resultierenden elektrischen Kraft F auf q₃.

q1 = 8 µCq2 = 8 µCq3 = 5 µCr13 = 3 cmr23 = 10 cm
F = N

Lösungsschlüssel

  1. 1. r = 11,61 cm
  2. 2. a = 7,738 × 10¹⁴ m/s²
  3. 3. E = 3,996 × 10⁷ N/C
  4. 4. F = 2,913 N
  5. 5. F = 20,01 N
  6. 6. F = 401,2 N

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