Arbeitsblatt Coulombsches Gesetz & elektrische Felder mit Lösungen

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1.Leicht
++6 µC++5 µCr = 10 cm

Zwei Punktladungen von +6 µC und +5 µC sind 10 cm voneinander entfernt. Bestimme den Betrag der elektrischen Kraft F zwischen ihnen. Verwende k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C².

q1 = +6 µCq2 = +5 µCr = 10 cm
F = N
2.Leicht
−−2 µC++1 µCr = 2 cm

Zwei Punktladungen von −2 µC und +1 µC sind 2 cm voneinander entfernt. Bestimme den Betrag der elektrischen Kraft F zwischen ihnen. Verwende k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C².

q1 = −2 µCq2 = +1 µCr = 2 cm
F = N
3.Mittel
++8 µC−−6 µCr = 25 cm

Zwei gleiche kleine Metallkugeln tragen Ladungen von +8 µC und −6 µC. Sie werden zusammengebracht und dann wieder in 25 cm Abstand gebracht. Bestimme den Betrag der Kraft F zwischen ihnen jetzt. Use k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C².

q1 = +8 µCq2 = −6 µCr = 25 cm
F = N
4.Mittel
++10 µC−−2 µCP30 cm

Eine Ladung von +10 µC und eine Ladung von −2 µC sind 30 cm voneinander entfernt. Der Punkt P liegt auf der Verbindungslinie zwischen ihnen, 7,5 cm von der ersten Ladung entfernt. Bestimme den Betrag der elektrischen Feldstärke E in P.

q1 = +10 µCq2 = −2 µCr1 = 7,5 cmr2 = 22,5 cm
E = N/C
5.Schwer
L = 60 cm15°qq

Zwei gleiche kleine Kugeln mit je 5 g hängen an isolierenden Fäden von 60 cm Länge am selben Punkt. Sie erhalten gleiche Ladungen, und jeder Faden stellt sich unter 15° 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 = 5 gL = 60 cmθ = 15°g = 9,81 m/s²
q = nC
6.Schwer
6 cm8 cm+q1​ = +5 µC+q3​ = +2 µC+q2​ = +4 µC

Drei positive Punktladungen sitzen an den Ecken eines rechtwinkligen Dreiecks: q₃ = 2 µC sitzt an der Ecke mit dem rechten Winkel, q₁ = 5 µC ist 6 cm davon entfernt entlang der einen Kathete und q₂ = 4 µC 8 cm entlang der anderen. Bestimme den Betrag der resultierenden elektrischen Kraft F auf q₃.

q1 = 5 µCq2 = 4 µCq3 = 2 µCr13 = 6 cmr23 = 8 cm
F = N

Lösungsschlüssel

  1. 1. F = 26,97 N
  2. 2. F = 44,95 N
  3. 3. F = 0,1438 N
  4. 4. E = 1,634 × 10⁷ N/C
  5. 5. q = 375,5 nC
  6. 6. F = 27,38 N

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