Arbeitsblatt Coulombsches Gesetz & elektrische Felder mit Lösungen

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1.Leicht
+ + + + + +− − − − − −e⁻E = 3400 N/C

Ein Elektron (Ladung −1,602 × 10⁻¹⁹ C, Masse 9,109 × 10⁻³¹ kg) befindet sich in einem homogenen elektrischen Feld von 3400 N/C. Bestimme unter Vernachlässigung der Schwerkraft den Betrag seiner Beschleunigung a.

E = 3400 N/C|q| = 1,602 × 10⁻¹⁹ Cm = 9,109 × 10⁻³¹ kg
a = m/s²
2.Leicht
−−8 µC++4 µCr = 8 cm

Zwei Punktladungen von −8 µC und +4 µC sind 8 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 = 8 cm
F = N
3.Mittel
++6 µC−−4 µCr = 50 cm

Zwei gleiche kleine Metallkugeln tragen Ladungen von +6 µC und −4 µC. Sie werden zusammengebracht und dann wieder in 50 cm Abstand gebracht. Bestimme den Betrag der Kraft F zwischen ihnen jetzt. Use k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C².

q1 = +6 µCq2 = −4 µCr = 50 cm
F = N
4.Mittel
++5 µC−−3 µCP40 cm

Eine Ladung von +5 µC und eine Ladung von −3 µC sind 40 cm voneinander entfernt. Der Punkt P liegt auf der Verbindungslinie zwischen ihnen, 24 cm von der ersten Ladung entfernt. Bestimme den Betrag der elektrischen Feldstärke E in P.

q1 = +5 µCq2 = −3 µCr1 = 24 cmr2 = 16 cm
E = N/C
5.Schwer
10 cm10 cm+q1​ = +6 µC+q3​ = +1 µC+q2​ = +6 µC

Drei positive Punktladungen sitzen an den Ecken eines rechtwinkligen Dreiecks: q₃ = 1 µC sitzt an der Ecke mit dem rechten Winkel, q₁ = 6 µC ist 10 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 = 6 µCq2 = 6 µCq3 = 1 µCr13 = 10 cmr23 = 10 cm
F = N
6.Schwer
3 cm3 cm+q1​ = +10 µC+q3​ = +8 µC+q2​ = +10 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 3 cm davon entfernt entlang der einen Kathete und q₂ = 10 µC 3 cm entlang der anderen. Bestimme den Betrag der resultierenden elektrischen Kraft F auf q₃.

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

Lösungsschlüssel

  1. 1. a = 5,98 × 10¹⁴ m/s²
  2. 2. F = 44,95 N
  3. 3. F = 0,03596 N
  4. 4. E = 1,834 × 10⁶ N/C
  5. 5. F = 7,628 N
  6. 6. F = 1130 N

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