Arbeitsblatt Coulombsches Gesetz & elektrische Felder mit Lösungen

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1.Leicht
−−3 µC++1 µCr = 15 cm

Zwei Punktladungen von −3 µC und +1 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 = +1 µCr = 15 cm
F = N
2.Leicht
−−5 µC++2 µCr = 4 cm

Zwei Punktladungen von −5 µC und +2 µC sind 4 cm voneinander entfernt. Bestimme den Betrag der elektrischen Kraft F zwischen ihnen. Verwende k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C².

q1 = −5 µCq2 = +2 µCr = 4 cm
F = N
3.Mittel
++5 µC−−6 µCP20 cm

Eine Ladung von +5 µC und eine Ladung von −6 µC sind 20 cm voneinander entfernt. Der Punkt P liegt auf der Verbindungslinie zwischen ihnen, 15 cm von der ersten Ladung entfernt. Bestimme den Betrag der elektrischen Feldstärke E in P.

q1 = +5 µCq2 = −6 µCr1 = 15 cmr2 = 5 cm
E = N/C
4.Mittel
++3 µC−−1 µCP10 cm

Eine Ladung von +3 µC und eine Ladung von −1 µC sind 10 cm voneinander entfernt. Der Punkt P liegt auf der Verbindungslinie zwischen ihnen, 2,5 cm von der ersten Ladung entfernt. Bestimme den Betrag der elektrischen Feldstärke E in P.

q1 = +3 µCq2 = −1 µCr1 = 2,5 cmr2 = 7,5 cm
E = N/C
5.Schwer
L = 50 cm12°qq

Zwei gleiche kleine Kugeln mit je 10 g hängen an isolierenden Fäden von 50 cm Länge am selben Punkt. Sie erhalten gleiche Ladungen, und jeder Faden stellt sich unter 12° 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 = 10 gL = 50 cmθ = 12°g = 9,81 m/s²
q = nC
6.Schwer
4 cm6 cm+q1​ = +6 µC+q3​ = +1 µC+q2​ = +8 µC

Drei positive Punktladungen sitzen an den Ecken eines rechtwinkligen Dreiecks: q₃ = 1 µC sitzt an der Ecke mit dem rechten Winkel, q₁ = 6 µC ist 4 cm davon entfernt entlang der einen Kathete und q₂ = 8 µC 6 cm entlang der anderen. Bestimme den Betrag der resultierenden elektrischen Kraft F auf q₃.

q1 = 6 µCq2 = 8 µCq3 = 1 µCr13 = 4 cmr23 = 6 cm
F = N

Lösungsschlüssel

  1. 1. F = 1,199 N
  2. 2. F = 56,19 N
  3. 3. E = 2,357 × 10⁷ N/C
  4. 4. E = 4,475 × 10⁷ N/C
  5. 5. q = 316,6 nC
  6. 6. F = 39,19 N

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