Arbeitsblatt Coulombsches Gesetz & elektrische Felder mit Lösungen

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1.Leicht
−−2 µC−−5 µCr = 4 cm

Zwei Punktladungen von −2 µC und −5 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 = −5 µCr = 4 cm
F = N
2.Leicht
++5 µC++6 µCr = 20 cm

Zwei Punktladungen von +5 µC und +6 µC sind 20 cm voneinander entfernt. Bestimme den Betrag der elektrischen Kraft F zwischen ihnen. Verwende k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C².

q1 = +5 µCq2 = +6 µCr = 20 cm
F = N
3.Mittel
++10 µC−−10 µCP20 cm

Eine Ladung von +10 µC und eine Ladung von −10 µC sind 20 cm voneinander entfernt. Der Punkt P liegt auf der Verbindungslinie zwischen ihnen, 8 cm von der ersten Ladung entfernt. Bestimme den Betrag der elektrischen Feldstärke E in P.

q1 = +10 µCq2 = −10 µCr1 = 8 cmr2 = 12 cm
E = N/C
4.Mittel
++2 µC++8 µCP20 cm

Eine Ladung von +2 µC und eine Ladung von +8 µC sind 20 cm voneinander entfernt. Der Punkt P liegt auf der Verbindungslinie zwischen ihnen, 12 cm von der ersten Ladung entfernt. Bestimme den Betrag der elektrischen Feldstärke E in P.

q1 = +2 µCq2 = +8 µCr1 = 12 cmr2 = 8 cm
E = N/C
5.Schwer
L = 20 cm5°qq

Zwei gleiche kleine Kugeln mit je 8 g hängen an isolierenden Fäden von 20 cm Länge am selben Punkt. Sie erhalten gleiche Ladungen, und jeder Faden stellt sich unter 5° 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 = 8 gL = 20 cmθ = 5°g = 9,81 m/s²
q = nC
6.Schwer
5 cm3 cm+q1​ = +4 µC+q3​ = +5 µC+q2​ = +2 µC

Drei positive Punktladungen sitzen an den Ecken eines rechtwinkligen Dreiecks: q₃ = 5 µC sitzt an der Ecke mit dem rechten Winkel, q₁ = 4 µC ist 5 cm davon entfernt entlang der einen Kathete und q₂ = 2 µC 3 cm entlang der anderen. Bestimme den Betrag der resultierenden elektrischen Kraft F auf q₃.

q1 = 4 µCq2 = 2 µCq3 = 5 µCr13 = 5 cmr23 = 3 cm
F = N

Lösungsschlüssel

  1. 1. F = 56,19 N
  2. 2. F = 6,742 N
  3. 3. E = 2,029 × 10⁷ N/C
  4. 4. E = 9,989 × 10⁶ N/C
  5. 5. q = 30,47 nC
  6. 6. F = 123,1 N

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