Arbeitsblatt Coulombsches Gesetz & elektrische Felder mit Lösungen

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1.Leicht
++3 µCPr = 40 cm

Bestimme den Betrag der elektrischen Feldstärke E im Abstand 40 cm von einer Punktladung von +3 µC. Use k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C².

q = +3 µCr = 40 cm
E = N/C
2.Leicht
−−3 µC−−3 µCr = 25 cm

Zwei Punktladungen von −3 µC und −3 µC sind 25 cm voneinander entfernt. Bestimme den Betrag der elektrischen Kraft F zwischen ihnen. Verwende k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C².

q1 = −3 µCq2 = −3 µCr = 25 cm
F = N
3.Mittel
++6 µC++1 µCE = 010 cm

Ladungen von +6 µC und +1 µC sind 10 cm voneinander entfernt. In welchem Abstand x von der Ladung +6 µC ist das elektrische Feld auf der Verbindungslinie null?

q1 = +6 µCq2 = +1 µCd = 10 cm
x = cm
4.Mittel
−−1 µC−−5 µC++5 µC5 cm + 15 cm

Drei Punktladungen liegen auf einer Geraden: −1 µC links, +5 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. Use k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C².

qL = −1 µCqR = +5 µCqM = −5 µCrL = 5 cmrR = 15 cm
F = N
5.Schwer
L = 100 cm15°qq

Zwei gleiche kleine Kugeln mit je 5 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. Use k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C².

m = 5 gL = 100 cmθ = 15°g = 9,81 m/s²
q = nC
6.Schwer
6 cm6 cm+q1​ = +4 µC+q3​ = +6 µC+q2​ = +10 µC

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

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

Lösungsschlüssel

  1. 1. E = 168562 N/C
  2. 2. F = 1,295 N
  3. 3. x = 7,101 cm
  4. 4. F = 27,97 N
  5. 5. q = 625,9 nC
  6. 6. F = 161,4 N

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