Arbeitsblatt Coulombsches Gesetz & elektrische Felder mit Lösungen

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1.Leicht
++5 µC++3 µCr = 6 cm

Zwei Punktladungen von +5 µC und +3 µC sind 6 cm voneinander entfernt. Bestimme den Betrag der elektrischen Kraft F zwischen ihnen. Verwende k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C².

q1 = +5 µCq2 = +3 µCr = 6 cm
F = N
2.Leicht
+q₁+q₂r

Zwei Punktladungen stoßen sich mit einer Kraft von 14 N ab. Die erste Ladung wird verdoppelt, und der Abstand zwischen den Ladungen wird verdreifacht. Bestimme die neue Kraft F′.

F = 14 Nq₁′ = 2·q₁r′ = 3·r
F′ = N
3.Mittel
++4 µC++5 µCr = 30 cm

Zwei gleiche kleine Metallkugeln tragen Ladungen von +4 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 = +4 µCq2 = +5 µCr = 30 cm
F = N
4.Mittel
−−6 µC−−6 µC++3 µC12 cm + 8 cm

Drei Punktladungen liegen auf einer Geraden: −6 µC links, +3 µC rechts im Abstand 20 cm und −6 µC dazwischen, 12 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 = −6 µCqR = +3 µCqM = −6 µCrL = 12 cmrR = 8 cm
F = N
5.Schwer
+−P2 × 3 cm8 cm+3 µC−3 µC

Ladungen von +3 µC und −3 µC sind 6 cm voneinander entfernt. Punkt P liegt 8 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 = +3 µCq2 = −3 µCd = 6 cmh = 8 cm
E = N/C
6.Schwer
4 cm10 cm+q1​ = +8 µC+q3​ = +4 µC+q2​ = +6 µC

Drei positive Punktladungen sitzen an den Ecken eines rechtwinkligen Dreiecks: q₃ = 4 µC sitzt an der Ecke mit dem rechten Winkel, q₁ = 8 µC ist 4 cm davon entfernt entlang der einen Kathete und q₂ = 6 µC 10 cm entlang der anderen. Bestimme den Betrag der resultierenden elektrischen Kraft F auf q₃.

q1 = 8 µCq2 = 6 µCq3 = 4 µCr13 = 4 cmr23 = 10 cm
F = N

Lösungsschlüssel

  1. 1. F = 37,46 N
  2. 2. F′ = 3,111 N
  3. 3. F = 2,023 N
  4. 4. F = 47,76 N
  5. 5. E = 2,594 × 10⁶ N/C
  6. 6. F = 181,1 N

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