Arbeitsblatt Coulombsches Gesetz & elektrische Felder mit Lösungen

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1.Leicht
−−8 µC−−3 µCr = 6 cm

Zwei Punktladungen von −8 µC und −3 µC sind 6 cm voneinander entfernt. Bestimme den Betrag der elektrischen Kraft F zwischen ihnen. Verwende k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C².

q1 = −8 µCq2 = −3 µCr = 6 cm
F = N
2.Leicht
+ + + + + +− − − − − −e⁻E = 2200 N/C

Ein Proton (Ladung 1,602 × 10⁻¹⁹ C, Masse 1,673 × 10⁻²⁷ kg) befindet sich in einem homogenen elektrischen Feld von 2200 N/C. Bestimme unter Vernachlässigung der Schwerkraft den Betrag seiner Beschleunigung a.

E = 2200 N/C|q| = 1,602 × 10⁻¹⁹ Cm = 1,673 × 10⁻²⁷ kg
a = m/s²
3.Mittel
++5 µC++3 µCP10 cm

Eine Ladung von +5 µC und eine Ladung von +3 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 = +5 µCq2 = +3 µCr1 = 2,5 cmr2 = 7,5 cm
E = N/C
4.Mittel
−−2 µC−−2 µC++6 µC15 cm + 15 cm

Drei Punktladungen liegen auf einer Geraden: −2 µC links, +6 µC rechts im Abstand 30 cm und −2 µC dazwischen, 15 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 = −2 µCqR = +6 µCqM = −2 µCrL = 15 cmrR = 15 cm
F = N
5.Schwer
6 cm8 cm+q1​ = +5 µC+q3​ = +8 µC+q2​ = +8 µC

Drei positive Punktladungen sitzen an den Ecken eines rechtwinkligen Dreiecks: q₃ = 8 µC sitzt an der Ecke mit dem rechten Winkel, q₁ = 5 µC ist 6 cm davon entfernt entlang der einen Kathete und q₂ = 8 µC 8 cm entlang der anderen. Bestimme den Betrag der resultierenden elektrischen Kraft F auf q₃.

q1 = 5 µCq2 = 8 µCq3 = 8 µCr13 = 6 cmr23 = 8 cm
F = N
6.Schwer
4 cm4 cm+q1​ = +10 µC+q3​ = +10 µC+q2​ = +10 µC

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

q1 = 10 µCq2 = 10 µCq3 = 10 µCr13 = 4 cmr23 = 4 cm
F = N

Lösungsschlüssel

  1. 1. F = 59,93 N
  2. 2. a = 2,107 × 10¹¹ m/s²
  3. 3. E = 6,713 × 10⁷ N/C
  4. 4. F = 6,393 N
  5. 5. F = 134,4 N
  6. 6. F = 794,6 N

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