Arbeitsblatt Coulombsches Gesetz & elektrische Felder mit Lösungen

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1.Leicht
++3 µC++4 µCr = ?

Punktladungen von +3 µC und +4 µC üben eine Kraft von 0,5 N aufeinander aus. Wie weit r sind sie voneinander entfernt? Gib das Ergebnis in cm an. Use k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C².

q1 = +3 µCq2 = +4 µCF = 0,5 N
r = cm
2.Leicht
++1 µC−−2 µCr = 2 cm

Zwei Punktladungen von +1 µC und −2 µC sind 2 cm voneinander entfernt. Bestimme den Betrag der elektrischen Kraft F zwischen ihnen. Verwende k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C².

q1 = +1 µCq2 = −2 µCr = 2 cm
F = N
3.Mittel
++1 µC++6 µCE = 020 cm

Ladungen von +1 µC und +6 µC sind 20 cm voneinander entfernt. In welchem Abstand x von der Ladung +1 µC ist das elektrische Feld auf der Verbindungslinie null?

q1 = +1 µCq2 = +6 µCd = 20 cm
x = cm
4.Mittel
++4 µC++8 µCr = 30 cm

Zwei gleiche kleine Metallkugeln tragen Ladungen von +4 µC und +8 µC. Sie werden zusammengebracht und dann wieder in 30 cm Abstand gebracht. Bestimme den Betrag der Kraft F zwischen ihnen jetzt. Use k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C².

q1 = +4 µCq2 = +8 µCr = 30 cm
F = N
5.Schwer
L = 20 cm5°qq

Zwei gleiche kleine Kugeln mit je 3 g hängen an isolierenden Fäden von 20 cm Länge am selben Punkt. Sie erhalten gleiche Ladungen, und jeder Faden stellt sich unter 5° 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 = 3 gL = 20 cmθ = 5°g = 9,81 m/s²
q = nC
6.Schwer
8 cm8 cm+q1​ = +8 µC+q3​ = +5 µC+q2​ = +8 µC

Drei positive Punktladungen sitzen an den Ecken eines rechtwinkligen Dreiecks: q₃ = 5 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 8 cm entlang der anderen. Bestimme den Betrag der resultierenden elektrischen Kraft F auf q₃.

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

Lösungsschlüssel

  1. 1. r = 46,45 cm
  2. 2. F = 44,95 N
  3. 3. x = 5,798 cm
  4. 4. F = 3,596 N
  5. 5. q = 18,66 nC
  6. 6. F = 79,46 N

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