Arbeitsblatt Coulombsches Gesetz & elektrische Felder mit Lösungen

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1.Leicht
++6 µC−−10 µCr = 8 cm

Zwei Punktladungen von +6 µC und −10 µC sind 8 cm voneinander entfernt. Bestimme den Betrag der elektrischen Kraft F zwischen ihnen. Verwende k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C².

q1 = +6 µCq2 = −10 µCr = 8 cm
F = N
2.Leicht
+ + + + + +− − − − − −e⁻E = 5000 N/C

Ein Elektron (Ladung −1,602 × 10⁻¹⁹ C, Masse 9,109 × 10⁻³¹ kg) befindet sich in einem homogenen elektrischen Feld von 5000 N/C. Bestimme unter Vernachlässigung der Schwerkraft den Betrag seiner Beschleunigung a.

E = 5000 N/C|q| = 1,602 × 10⁻¹⁹ Cm = 9,109 × 10⁻³¹ kg
a = m/s²
3.Mittel
++2 µC−−8 µCr = 25 cm

Zwei gleiche kleine Metallkugeln tragen Ladungen von +2 µC und −8 µC. Sie werden zusammengebracht und dann wieder in 25 cm Abstand gebracht. Bestimme den Betrag der Kraft F zwischen ihnen jetzt. Use k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C².

q1 = +2 µCq2 = −8 µCr = 25 cm
F = N
4.Mittel
++3 µC++5 µCP20 cm

Eine Ladung von +3 µC und eine Ladung von +5 µC sind 20 cm voneinander entfernt. Der Punkt P liegt auf der Verbindungslinie zwischen ihnen, 10 cm von der ersten Ladung entfernt. Bestimme den Betrag der elektrischen Feldstärke E in P.

q1 = +3 µCq2 = +5 µCr1 = 10 cmr2 = 10 cm
E = N/C
5.Schwer
++P2 × 6 cm3 cm+8 µC+8 µC

Ladungen von +8 µC und +8 µC sind 12 cm voneinander entfernt. Punkt P liegt 3 cm vom Mittelpunkt zwischen ihnen entfernt auf der Mittelsenkrechten. Bestimme den Betrag der elektrischen Feldstärke E in P. Use k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C².

q1 = +8 µCq2 = +8 µCd = 12 cmh = 3 cm
E = N/C
6.Schwer
4 cm8 cm+q1​ = +4 µC+q3​ = +5 µC+q2​ = +1 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 4 cm davon entfernt entlang der einen Kathete und q₂ = 1 µC 8 cm entlang der anderen. Bestimme den Betrag der resultierenden elektrischen Kraft F auf q₃.

q1 = 4 µCq2 = 1 µCq3 = 5 µCr13 = 4 cmr23 = 8 cm
F = N

Lösungsschlüssel

  1. 1. F = 84,28 N
  2. 2. a = 8,794 × 10¹⁴ m/s²
  3. 3. F = 1,295 N
  4. 4. E = 1,798 × 10⁶ N/C
  5. 5. E = 1,429 × 10⁷ N/C
  6. 6. F = 112,6 N

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