Arbeitsblatt Coulombsches Gesetz & elektrische Felder mit Lösungen

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1.Leicht
+ + + + + +− − − − − −e⁻E = 3600 N/C

Ein Proton (Ladung 1,602 × 10⁻¹⁹ C, Masse 1,673 × 10⁻²⁷ kg) befindet sich in einem homogenen elektrischen Feld von 3600 N/C. Bestimme unter Vernachlässigung der Schwerkraft den Betrag seiner Beschleunigung a.

E = 3600 N/C|q| = 1,602 × 10⁻¹⁹ Cm = 1,673 × 10⁻²⁷ kg
a = m/s²
2.Leicht
+q₁+q₂r

Zwei Punktladungen stoßen sich mit einer Kraft von 24 N ab. Die erste Ladung wird verdreifacht, und der Abstand zwischen den Ladungen wird verdoppelt. Bestimme die neue Kraft F′.

F = 24 Nq₁′ = 3·q₁r′ = 2·r
F′ = N
3.Mittel
++1 µC++8 µCr = 40 cm

Zwei gleiche kleine Metallkugeln tragen Ladungen von +1 µC und +8 µC. Sie werden zusammengebracht und dann wieder in 40 cm Abstand gebracht. Bestimme den Betrag der Kraft F zwischen ihnen jetzt. Use k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C².

q1 = +1 µCq2 = +8 µCr = 40 cm
F = N
4.Mittel
++2 µC−−5 µCP50 cm

Eine Ladung von +2 µC und eine Ladung von −5 µC sind 50 cm voneinander entfernt. Der Punkt P liegt auf der Verbindungslinie zwischen ihnen, 25 cm von der ersten Ladung entfernt. Bestimme den Betrag der elektrischen Feldstärke E in P.

q1 = +2 µCq2 = −5 µCr1 = 25 cmr2 = 25 cm
E = N/C
5.Schwer
5 cm5 cm+q1​ = +8 µC+q3​ = +10 µC+q2​ = +1 µC

Drei positive Punktladungen sitzen an den Ecken eines rechtwinkligen Dreiecks: q₃ = 10 µC sitzt an der Ecke mit dem rechten Winkel, q₁ = 8 µC ist 5 cm davon entfernt entlang der einen Kathete und q₂ = 1 µC 5 cm entlang der anderen. Bestimme den Betrag der resultierenden elektrischen Kraft F auf q₃.

q1 = 8 µCq2 = 1 µCq3 = 10 µCr13 = 5 cmr23 = 5 cm
F = N
6.Schwer
4 cm6 cm+q1​ = +8 µC+q3​ = +2 µC+q2​ = +8 µC

Drei positive Punktladungen sitzen an den Ecken eines rechtwinkligen Dreiecks: q₃ = 2 µC sitzt an der Ecke mit dem rechten Winkel, q₁ = 8 µC ist 4 cm davon entfernt entlang der einen Kathete und q₂ = 8 µC 6 cm entlang der anderen. Bestimme den Betrag der resultierenden elektrischen Kraft F auf q₃.

q1 = 8 µCq2 = 8 µCq3 = 2 µCr13 = 4 cmr23 = 6 cm
F = N

Lösungsschlüssel

  1. 1. a = 3,447 × 10¹¹ m/s²
  2. 2. F′ = 18 N
  3. 3. F = 1,138 N
  4. 4. E = 1,007 × 10⁶ N/C
  5. 5. F = 289,9 N
  6. 6. F = 98,38 N

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