Arbeitsblatt Coulombsches Gesetz & elektrische Felder mit Lösungen

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1.Leicht
+ + + + + +− − − − − −e⁻E = 900 N/C

Ein Elektron (Ladung −1,602 × 10⁻¹⁹ C, Masse 9,109 × 10⁻³¹ kg) befindet sich in einem homogenen elektrischen Feld von 900 N/C. Bestimme unter Vernachlässigung der Schwerkraft den Betrag seiner Beschleunigung a.

E = 900 N/C|q| = 1,602 × 10⁻¹⁹ Cm = 9,109 × 10⁻³¹ kg
a = m/s²
2.Leicht
−−2 µC++5 µCr = 3 cm

Zwei Punktladungen von −2 µC und +5 µC sind 3 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 = 3 cm
F = N
3.Mittel
++10 µC++2 µCE = 040 cm

Ladungen von +10 µC und +2 µC sind 40 cm voneinander entfernt. In welchem Abstand x von der Ladung +10 µC ist das elektrische Feld auf der Verbindungslinie null?

q1 = +10 µCq2 = +2 µCd = 40 cm
x = cm
4.Mittel
++5 µC++8 µCr = 10 cm

Zwei gleiche kleine Metallkugeln tragen Ladungen von +5 µC und +8 µC. Sie werden zusammengebracht und dann wieder in 10 cm Abstand gebracht. Bestimme den Betrag der Kraft F zwischen ihnen jetzt. Use k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C².

q1 = +5 µCq2 = +8 µCr = 10 cm
F = N
5.Schwer
5 cm5 cm+q1​ = +10 µC+q3​ = +8 µC+q2​ = +6 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 5 cm davon entfernt entlang der einen Kathete und q₂ = 6 µC 5 cm entlang der anderen. Bestimme den Betrag der resultierenden elektrischen Kraft F auf q₃.

q1 = 10 µCq2 = 6 µCq3 = 8 µCr13 = 5 cmr23 = 5 cm
F = N
6.Schwer
4 cm8 cm+q1​ = +1 µC+q3​ = +10 µC+q2​ = +4 µC

Drei positive Punktladungen sitzen an den Ecken eines rechtwinkligen Dreiecks: q₃ = 10 µC sitzt an der Ecke mit dem rechten Winkel, q₁ = 1 µC ist 4 cm davon entfernt entlang der einen Kathete und q₂ = 4 µC 8 cm entlang der anderen. Bestimme den Betrag der resultierenden elektrischen Kraft F auf q₃.

q1 = 1 µCq2 = 4 µCq3 = 10 µCr13 = 4 cmr23 = 8 cm
F = N

Lösungsschlüssel

  1. 1. a = 1,583 × 10¹⁴ m/s²
  2. 2. F = 99,89 N
  3. 3. x = 27,64 cm
  4. 4. F = 37,98 N
  5. 5. F = 335,5 N
  6. 6. F = 79,46 N

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