Arbeitsblatt Coulombsches Gesetz & elektrische Felder mit Lösungen

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1.Leicht
++3 µC−−8 µCr = 20 cm

Zwei Punktladungen von +3 µC und −8 µC sind 20 cm voneinander entfernt. Bestimme den Betrag der elektrischen Kraft F zwischen ihnen. Verwende k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C².

q1 = +3 µCq2 = −8 µCr = 20 cm
F = N
2.Leicht
+ + + + + +− − − − − −e⁻E = 2000 N/C

Ein Elektron (Ladung −1,602 × 10⁻¹⁹ C, Masse 9,109 × 10⁻³¹ kg) befindet sich in einem homogenen elektrischen Feld von 2000 N/C. Bestimme unter Vernachlässigung der Schwerkraft den Betrag seiner Beschleunigung a.

E = 2000 N/C|q| = 1,602 × 10⁻¹⁹ Cm = 9,109 × 10⁻³¹ kg
a = m/s²
3.Mittel
++4 µC++1 µCr = 10 cm

Zwei gleiche kleine Metallkugeln tragen Ladungen von +4 µC und +1 µC. Sie werden zusammengebracht und dann wieder in 10 cm Abstand gebracht. Bestimme den Betrag der Kraft F zwischen ihnen jetzt. Use k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C².

q1 = +4 µCq2 = +1 µCr = 10 cm
F = N
4.Mittel
++3 µC++6 µCE = 040 cm

Ladungen von +3 µC und +6 µC sind 40 cm voneinander entfernt. In welchem Abstand x von der Ladung +3 µC ist das elektrische Feld auf der Verbindungslinie null?

q1 = +3 µCq2 = +6 µCd = 40 cm
x = cm
5.Schwer
8 cm6 cm+q1​ = +2 µC+q3​ = +1 µC+q2​ = +4 µC

Drei positive Punktladungen sitzen an den Ecken eines rechtwinkligen Dreiecks: q₃ = 1 µC sitzt an der Ecke mit dem rechten Winkel, q₁ = 2 µC ist 8 cm davon entfernt entlang der einen Kathete und q₂ = 4 µC 6 cm entlang der anderen. Bestimme den Betrag der resultierenden elektrischen Kraft F auf q₃.

q1 = 2 µCq2 = 4 µCq3 = 1 µCr13 = 8 cmr23 = 6 cm
F = N
6.Schwer
L = 40 cm5°qq

Zwei gleiche kleine Kugeln mit je 3 g hängen an isolierenden Fäden von 40 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 = 40 cmθ = 5°g = 9,81 m/s²
q = nC

Lösungsschlüssel

  1. 1. F = 5,394 N
  2. 2. a = 3,517 × 10¹⁴ m/s²
  3. 3. F = 5,619 N
  4. 4. x = 16,57 cm
  5. 5. F = 10,38 N
  6. 6. q = 37,31 nC

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