Arbeitsblatt Coulombsches Gesetz & elektrische Felder mit Lösungen

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1.Leicht
−−6 µC++2 µCr = 12 cm

Zwei Punktladungen von −6 µC und +2 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 = +2 µCr = 12 cm
F = N
2.Leicht
+q₁+q₂r

Zwei Punktladungen stoßen sich mit einer Kraft von 2 N ab. Die erste Ladung wird verdreifacht, und der Abstand zwischen den Ladungen wird verdoppelt. Bestimme die neue Kraft F′.

F = 2 Nq₁′ = 3·q₁r′ = 2·r
F′ = N
3.Mittel
−−5 µC−−10 µC++5 µC7,5 cm + 22,5 cm

Drei Punktladungen liegen auf einer Geraden: −5 µC links, +5 µC rechts im Abstand 30 cm und −10 µC dazwischen, 7,5 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 = −5 µCqR = +5 µCqM = −10 µCrL = 7,5 cmrR = 22,5 cm
F = N
4.Mittel
−−10 µC++8 µCr = 20 cm

Zwei gleiche kleine Metallkugeln tragen Ladungen von −10 µC und +8 µC. Sie werden zusammengebracht und dann wieder in 20 cm Abstand gebracht. Bestimme den Betrag der Kraft F zwischen ihnen jetzt. Use k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C².

q1 = −10 µCq2 = +8 µCr = 20 cm
F = N
5.Schwer
+−P2 × 5 cm4 cm+8 µC−8 µC

Ladungen von +8 µC und −8 µC sind 10 cm voneinander entfernt. Punkt P liegt 4 cm vom Mittelpunkt zwischen ihnen entfernt auf der Mittelsenkrechten. Bestimme den Betrag der elektrischen Feldstärke E in P. Use k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C².

q1 = +8 µCq2 = −8 µCd = 10 cmh = 4 cm
E = N/C
6.Schwer
8 cm3 cm+q1​ = +10 µC+q3​ = +4 µC+q2​ = +1 µC

Drei positive Punktladungen sitzen an den Ecken eines rechtwinkligen Dreiecks: q₃ = 4 µC sitzt an der Ecke mit dem rechten Winkel, q₁ = 10 µC ist 8 cm davon entfernt entlang der einen Kathete und q₂ = 1 µC 3 cm entlang der anderen. Bestimme den Betrag der resultierenden elektrischen Kraft F auf q₃.

q1 = 10 µCq2 = 1 µCq3 = 4 µCr13 = 8 cmr23 = 3 cm
F = N

Lösungsschlüssel

  1. 1. F = 7,492 N
  2. 2. F′ = 1,5 N
  3. 3. F = 88,79 N
  4. 4. F = 0,2247 N
  5. 5. E = 2,74 × 10⁷ N/C
  6. 6. F = 68,95 N

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