Arbeitsblatt Coulombsches Gesetz & elektrische Felder mit Lösungen

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1.Leicht
−−4 µCPr = 30 cm

Bestimme den Betrag der elektrischen Feldstärke E im Abstand 30 cm von einer Punktladung von −4 µC. Use k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C².

q = −4 µCr = 30 cm
E = N/C
2.Leicht
−−8 µC++10 µCr = 8 cm

Zwei Punktladungen von −8 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 = −8 µCq2 = +10 µCr = 8 cm
F = N
3.Mittel
++1 µC−−6 µC++2 µC15 cm + 15 cm

Drei Punktladungen liegen auf einer Geraden: +1 µC links, +2 µC rechts im Abstand 30 cm und −6 µC dazwischen, 15 cm von der linken Ladung entfernt. Bestimme den Betrag der resultierenden elektrischen Kraft F auf die mittlere Ladung. Use k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C².

qL = +1 µCqR = +2 µCqM = −6 µCrL = 15 cmrR = 15 cm
F = N
4.Mittel
++10 µC−−1 µCP10 cm

Eine Ladung von +10 µC und eine Ladung von −1 µC sind 10 cm voneinander entfernt. Der Punkt P liegt auf der Verbindungslinie zwischen ihnen, 4 cm von der ersten Ladung entfernt. Bestimme den Betrag der elektrischen Feldstärke E in P.

q1 = +10 µCq2 = −1 µCr1 = 4 cmr2 = 6 cm
E = N/C
5.Schwer
L = 100 cm20°qq

Zwei gleiche kleine Kugeln mit je 5 g hängen an isolierenden Fäden von 100 cm Länge am selben Punkt. Sie erhalten gleiche Ladungen, und jeder Faden stellt sich unter 20° 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 = 5 gL = 100 cmθ = 20°g = 9,81 m/s²
q = nC
6.Schwer
3 cm5 cm+q1​ = +6 µC+q3​ = +8 µC+q2​ = +3 µC

Drei positive Punktladungen sitzen an den Ecken eines rechtwinkligen Dreiecks: q₃ = 8 µC sitzt an der Ecke mit dem rechten Winkel, q₁ = 6 µC ist 3 cm davon entfernt entlang der einen Kathete und q₂ = 3 µC 5 cm entlang der anderen. Bestimme den Betrag der resultierenden elektrischen Kraft F auf q₃.

q1 = 6 µCq2 = 3 µCq3 = 8 µCr13 = 3 cmr23 = 5 cm
F = N

Lösungsschlüssel

  1. 1. E = 399556 N/C
  2. 2. F = 112,4 N
  3. 3. F = 2,397 N
  4. 4. E = 5,868 × 10⁷ N/C
  5. 5. q = 963,9 nC
  6. 6. F = 487,2 N

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