Arbeitsblatt Coulombsches Gesetz & elektrische Felder mit Lösungen

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1.Leicht
−−6 µC−−6 µCr = 12 cm

Zwei Punktladungen von −6 µC und −6 µC sind 12 cm voneinander entfernt. Bestimme den Betrag der elektrischen Kraft F zwischen ihnen. Verwende k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C².

q1 = −6 µCq2 = −6 µCr = 12 cm
F = N
2.Leicht
+q₁+q₂r

Zwei Punktladungen stoßen sich mit einer Kraft von 24 N ab. Die erste Ladung wird halbiert, und der Abstand zwischen den Ladungen wird verdreifacht. Bestimme die neue Kraft F′.

F = 24 Nq₁′ = 0,5·q₁r′ = 3·r
F′ = N
3.Mittel
++2 µC−−3 µCr = 30 cm

Zwei gleiche kleine Metallkugeln tragen Ladungen von +2 µC und −3 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 = +2 µCq2 = −3 µCr = 30 cm
F = N
4.Mittel
++3 µC−−6 µC++1 µC16 cm + 24 cm

Drei Punktladungen liegen auf einer Geraden: +3 µC links, +1 µC rechts im Abstand 40 cm und −6 µC dazwischen, 16 cm von der linken Ladung entfernt. Bestimme den Betrag der resultierenden elektrischen Kraft F auf die mittlere Ladung. Use k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C².

qL = +3 µCqR = +1 µCqM = −6 µCrL = 16 cmrR = 24 cm
F = N
5.Schwer
4 cm10 cm+q1​ = +5 µC+q3​ = +4 µC+q2​ = +8 µC

Drei positive Punktladungen sitzen an den Ecken eines rechtwinkligen Dreiecks: q₃ = 4 µC sitzt an der Ecke mit dem rechten Winkel, q₁ = 5 µC ist 4 cm davon entfernt entlang der einen Kathete und q₂ = 8 µC 10 cm entlang der anderen. Bestimme den Betrag der resultierenden elektrischen Kraft F auf q₃.

q1 = 5 µCq2 = 8 µCq3 = 4 µCr13 = 4 cmr23 = 10 cm
F = N
6.Schwer
10 cm5 cm+q1​ = +2 µC+q3​ = +10 µC+q2​ = +2 µC

Drei positive Punktladungen sitzen an den Ecken eines rechtwinkligen Dreiecks: q₃ = 10 µC sitzt an der Ecke mit dem rechten Winkel, q₁ = 2 µC ist 10 cm davon entfernt entlang der einen Kathete und q₂ = 2 µC 5 cm entlang der anderen. Bestimme den Betrag der resultierenden elektrischen Kraft F auf q₃.

q1 = 2 µCq2 = 2 µCq3 = 10 µCr13 = 10 cmr23 = 5 cm
F = N

Lösungsschlüssel

  1. 1. F = 22,47 N
  2. 2. F′ = 1,333 N
  3. 3. F = 0,02497 N
  4. 4. F = 5,385 N
  5. 5. F = 116 N
  6. 6. F = 74,13 N

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