Arbeitsblatt Coulombsches Gesetz & elektrische Felder mit Lösungen

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1.Leicht
−−2 µC++2 µCr = 4 cm

Zwei Punktladungen von −2 µC und +2 µC sind 4 cm voneinander entfernt. Bestimme den Betrag der elektrischen Kraft F zwischen ihnen. Verwende k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C².

q1 = −2 µCq2 = +2 µCr = 4 cm
F = N
2.Leicht
+ + + + + +− − − − − −e⁻E = 200 N/C

Ein Elektron (Ladung −1,602 × 10⁻¹⁹ C, Masse 9,109 × 10⁻³¹ kg) befindet sich in einem homogenen elektrischen Feld von 200 N/C. Bestimme unter Vernachlässigung der Schwerkraft den Betrag seiner Beschleunigung a.

E = 200 N/C|q| = 1,602 × 10⁻¹⁹ Cm = 9,109 × 10⁻³¹ kg
a = m/s²
3.Mittel
++1 µC−−1 µCP30 cm

Eine Ladung von +1 µC und eine Ladung von −1 µC sind 30 cm voneinander entfernt. Der Punkt P liegt auf der Verbindungslinie zwischen ihnen, 22,5 cm von der ersten Ladung entfernt. Bestimme den Betrag der elektrischen Feldstärke E in P.

q1 = +1 µCq2 = −1 µCr1 = 22,5 cmr2 = 7,5 cm
E = N/C
4.Mittel
++2 µC−−2 µCP10 cm

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

q1 = +2 µCq2 = −2 µCr1 = 2,5 cmr2 = 7,5 cm
E = N/C
5.Schwer
3 cm5 cm+q1​ = +3 µC+q3​ = +8 µC+q2​ = +5 µC

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

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

Lösungsschlüssel

  1. 1. F = 22,47 N
  2. 2. a = 3,517 × 10¹³ m/s²
  3. 3. E = 1,776 × 10⁶ N/C
  4. 4. E = 3,196 × 10⁷ N/C
  5. 5. F = 279,6 N
  6. 6. F = 45,41 N

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