Arbeitsblatt Coulombsches Gesetz & elektrische Felder mit Lösungen

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1.Leicht
+ + + + + +− − − − − −e⁻E = 4300 N/C

Ein Proton (Ladung 1,602 × 10⁻¹⁹ C, Masse 1,673 × 10⁻²⁷ kg) befindet sich in einem homogenen elektrischen Feld von 4300 N/C. Bestimme unter Vernachlässigung der Schwerkraft den Betrag seiner Beschleunigung a.

E = 4300 N/C|q| = 1,602 × 10⁻¹⁹ Cm = 1,673 × 10⁻²⁷ kg
a = m/s²
2.Leicht
++2 µC−−8 µCr = 5 cm

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

q1 = +2 µCq2 = −8 µCr = 5 cm
F = N
3.Mittel
++3 µC++4 µCP60 cm

Eine Ladung von +3 µC und eine Ladung von +4 µC sind 60 cm voneinander entfernt. Der Punkt P liegt auf der Verbindungslinie zwischen ihnen, 45 cm von der ersten Ladung entfernt. Bestimme den Betrag der elektrischen Feldstärke E in P.

q1 = +3 µCq2 = +4 µCr1 = 45 cmr2 = 15 cm
E = N/C
4.Mittel
++3 µC−−3 µCP50 cm

Eine Ladung von +3 µC und eine Ladung von −3 µC sind 50 cm voneinander entfernt. Der Punkt P liegt auf der Verbindungslinie zwischen ihnen, 12,5 cm von der ersten Ladung entfernt. Bestimme den Betrag der elektrischen Feldstärke E in P.

q1 = +3 µCq2 = −3 µCr1 = 12,5 cmr2 = 37,5 cm
E = N/C
5.Schwer
L = 60 cm12°qq

Zwei gleiche kleine Kugeln mit je 10 g hängen an isolierenden Fäden von 60 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 = 60 cmθ = 12°g = 9,81 m/s²
q = nC
6.Schwer
L = 50 cm20°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 20° 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 = 20°g = 9,81 m/s²
q = nC

Lösungsschlüssel

  1. 1. a = 4,118 × 10¹¹ m/s²
  2. 2. F = 57,54 N
  3. 3. E = 1,465 × 10⁶ N/C
  4. 4. E = 1,918 × 10⁶ N/C
  5. 5. q = 380 nC
  6. 6. q = 681,6 nC

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