Arbeitsblatt Coulombsches Gesetz & elektrische Felder mit Lösungen

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1.Leicht
+ + + + + +− − − − − −e⁻E = 4600 N/C

Ein Elektron (Ladung −1,602 × 10⁻¹⁹ C, Masse 9,109 × 10⁻³¹ kg) befindet sich in einem homogenen elektrischen Feld von 4600 N/C. Bestimme unter Vernachlässigung der Schwerkraft den Betrag seiner Beschleunigung a.

E = 4600 N/C|q| = 1,602 × 10⁻¹⁹ Cm = 9,109 × 10⁻³¹ kg
a = m/s²
2.Leicht
++3 µC−−8 µCr = 15 cm

Zwei Punktladungen von +3 µC und −8 µC sind 15 cm voneinander entfernt. Bestimme den Betrag der elektrischen Kraft F zwischen ihnen. Verwende k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C².

q1 = +3 µCq2 = −8 µCr = 15 cm
F = N
3.Mittel
++4 µC++8 µCP60 cm

Eine Ladung von +4 µC und eine Ladung von +8 µC sind 60 cm voneinander entfernt. Der Punkt P liegt auf der Verbindungslinie zwischen ihnen, 30 cm von der ersten Ladung entfernt. Bestimme den Betrag der elektrischen Feldstärke E in P.

q1 = +4 µCq2 = +8 µCr1 = 30 cmr2 = 30 cm
E = N/C
4.Mittel
++6 µC−−8 µCP30 cm

Eine Ladung von +6 µC und eine Ladung von −8 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 = +6 µCq2 = −8 µCr1 = 22,5 cmr2 = 7,5 cm
E = N/C
5.Schwer
8 cm10 cm+q1​ = +8 µC+q3​ = +6 µC+q2​ = +8 µC

Drei positive Punktladungen sitzen an den Ecken eines rechtwinkligen Dreiecks: q₃ = 6 µC sitzt an der Ecke mit dem rechten Winkel, q₁ = 8 µC ist 8 cm davon entfernt entlang der einen Kathete und q₂ = 8 µC 10 cm entlang der anderen. Bestimme den Betrag der resultierenden elektrischen Kraft F auf q₃.

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

Drei positive Punktladungen sitzen an den Ecken eines rechtwinkligen Dreiecks: q₃ = 8 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 6 cm entlang der anderen. Bestimme den Betrag der resultierenden elektrischen Kraft F auf q₃.

q1 = 8 µCq2 = 1 µCq3 = 8 µCr13 = 5 cmr23 = 6 cm
F = N

Lösungsschlüssel

  1. 1. a = 8,09 × 10¹⁴ m/s²
  2. 2. F = 9,589 N
  3. 3. E = 399556 N/C
  4. 4. E = 1,385 × 10⁷ N/C
  5. 5. F = 80,05 N
  6. 6. F = 231 N

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