Arbeitsblatt Coulombsches Gesetz & elektrische Felder mit Lösungen

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

Ein Proton (Ladung 1,602 × 10⁻¹⁹ C, Masse 1,673 × 10⁻²⁷ 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 = 1,673 × 10⁻²⁷ kg
a = m/s²
2.Leicht
+q₁+q₂r

Zwei Punktladungen stoßen sich mit einer Kraft von 38 N ab. Die erste Ladung wird verdoppelt, und der Abstand zwischen den Ladungen wird verdreifacht. Bestimme die neue Kraft F′.

F = 38 Nq₁′ = 2·q₁r′ = 3·r
F′ = N
3.Mittel
++5 µC++1 µCP20 cm

Eine Ladung von +5 µC und eine Ladung von +1 µC sind 20 cm voneinander entfernt. Der Punkt P liegt auf der Verbindungslinie zwischen ihnen, 5 cm von der ersten Ladung entfernt. Bestimme den Betrag der elektrischen Feldstärke E in P.

q1 = +5 µCq2 = +1 µCr1 = 5 cmr2 = 15 cm
E = N/C
4.Mittel
++3 µC−−2 µCP40 cm

Eine Ladung von +3 µC und eine Ladung von −2 µC sind 40 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 = +3 µCq2 = −2 µCr1 = 30 cmr2 = 10 cm
E = N/C
5.Schwer
8 cm4 cm+q1​ = +2 µC+q3​ = +2 µC+q2​ = +5 µC

Drei positive Punktladungen sitzen an den Ecken eines rechtwinkligen Dreiecks: q₃ = 2 µC sitzt an der Ecke mit dem rechten Winkel, q₁ = 2 µC ist 8 cm davon entfernt entlang der einen Kathete und q₂ = 5 µC 4 cm entlang der anderen. Bestimme den Betrag der resultierenden elektrischen Kraft F auf q₃.

q1 = 2 µCq2 = 5 µCq3 = 2 µCr13 = 8 cmr23 = 4 cm
F = N
6.Schwer
6 cm6 cm+q1​ = +5 µC+q3​ = +6 µC+q2​ = +3 µC

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

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

Lösungsschlüssel

  1. 1. a = 4,405 × 10¹¹ m/s²
  2. 2. F′ = 8,444 N
  3. 3. E = 1,758 × 10⁷ N/C
  4. 4. E = 2,098 × 10⁶ N/C
  5. 5. F = 56,47 N
  6. 6. F = 87,37 N

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