Arbeitsblatt Coulombsches Gesetz & elektrische Felder mit Lösungen

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1.Leicht
++2 µC++5 µCr = ?

Punktladungen von +2 µC und +5 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 = +2 µCq2 = +5 µCF = 0,5 N
r = cm
2.Leicht
+ + + + + +− − − − − −e⁻E = 4900 N/C

Ein Proton (Ladung 1,602 × 10⁻¹⁹ C, Masse 1,673 × 10⁻²⁷ kg) befindet sich in einem homogenen elektrischen Feld von 4900 N/C. Bestimme unter Vernachlässigung der Schwerkraft den Betrag seiner Beschleunigung a.

E = 4900 N/C|q| = 1,602 × 10⁻¹⁹ Cm = 1,673 × 10⁻²⁷ kg
a = m/s²
3.Mittel
++10 µC++8 µCP20 cm

Eine Ladung von +10 µC und eine Ladung von +8 µC sind 20 cm voneinander entfernt. Der Punkt P liegt auf der Verbindungslinie zwischen ihnen, 8 cm von der ersten Ladung entfernt. Bestimme den Betrag der elektrischen Feldstärke E in P.

q1 = +10 µCq2 = +8 µCr1 = 8 cmr2 = 12 cm
E = N/C
4.Mittel
++5 µC++6 µCE = 030 cm

Ladungen von +5 µC und +6 µC sind 30 cm voneinander entfernt. In welchem Abstand x von der Ladung +5 µC ist das elektrische Feld auf der Verbindungslinie null?

q1 = +5 µCq2 = +6 µCd = 30 cm
x = cm
5.Schwer
L = 30 cm15°qq

Zwei gleiche kleine Kugeln mit je 1 g hängen an isolierenden Fäden von 30 cm Länge am selben Punkt. Sie erhalten gleiche Ladungen, und jeder Faden stellt sich unter 15° 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 = 1 gL = 30 cmθ = 15°g = 9,81 m/s²
q = nC
6.Schwer
10 cm8 cm+q1​ = +5 µC+q3​ = +6 µC+q2​ = +10 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 10 cm davon entfernt entlang der einen Kathete und q₂ = 10 µC 8 cm entlang der anderen. Bestimme den Betrag der resultierenden elektrischen Kraft F auf q₃.

q1 = 5 µCq2 = 10 µCq3 = 6 µCr13 = 10 cmr23 = 8 cm
F = N

Lösungsschlüssel

  1. 1. r = 42,4 cm
  2. 2. a = 4,692 × 10¹¹ m/s²
  3. 3. E = 9,052 × 10⁶ N/C
  4. 4. x = 14,32 cm
  5. 5. q = 83,97 nC
  6. 6. F = 88,49 N

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