Arbeitsblatt Coulombsches Gesetz & elektrische Felder mit Lösungen

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1.Leicht
+ + + + + +− − − − − −e⁻E = 900 N/C

Ein Proton (Ladung 1,602 × 10⁻¹⁹ C, Masse 1,673 × 10⁻²⁷ kg) befindet sich in einem homogenen elektrischen Feld von 900 N/C. Bestimme unter Vernachlässigung der Schwerkraft den Betrag seiner Beschleunigung a.

E = 900 N/C|q| = 1,602 × 10⁻¹⁹ Cm = 1,673 × 10⁻²⁷ kg
a = m/s²
2.Leicht
−−5 µC++5 µCr = 15 cm

Zwei Punktladungen von −5 µC und +5 µC sind 15 cm voneinander entfernt. Bestimme den Betrag der elektrischen Kraft F zwischen ihnen. Verwende k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C².

q1 = −5 µCq2 = +5 µCr = 15 cm
F = N
3.Mittel
++4 µC−−2 µCP10 cm

Eine Ladung von +4 µC und eine Ladung von −2 µC sind 10 cm voneinander entfernt. Der Punkt P liegt auf der Verbindungslinie zwischen ihnen, 4 cm von der ersten Ladung entfernt. Bestimme den Betrag der elektrischen Feldstärke E in P.

q1 = +4 µCq2 = −2 µCr1 = 4 cmr2 = 6 cm
E = N/C
4.Mittel
++1 µC−−1 µCP40 cm

Eine Ladung von +1 µC und eine Ladung von −1 µC sind 40 cm voneinander entfernt. Der Punkt P liegt auf der Verbindungslinie zwischen ihnen, 30 cm von der ersten Ladung entfernt. Bestimme den Betrag der elektrischen Feldstärke E in P.

q1 = +1 µCq2 = −1 µCr1 = 30 cmr2 = 10 cm
E = N/C
5.Schwer
4 cm5 cm+q1​ = +5 µC+q3​ = +3 µC+q2​ = +6 µC

Drei positive Punktladungen sitzen an den Ecken eines rechtwinkligen Dreiecks: q₃ = 3 µC sitzt an der Ecke mit dem rechten Winkel, q₁ = 5 µC ist 4 cm davon entfernt entlang der einen Kathete und q₂ = 6 µC 5 cm entlang der anderen. Bestimme den Betrag der resultierenden elektrischen Kraft F auf q₃.

q1 = 5 µCq2 = 6 µCq3 = 3 µCr13 = 4 cmr23 = 5 cm
F = N
6.Schwer
8 cm5 cm+q1​ = +6 µC+q3​ = +3 µC+q2​ = +5 µC

Drei positive Punktladungen sitzen an den Ecken eines rechtwinkligen Dreiecks: q₃ = 3 µC sitzt an der Ecke mit dem rechten Winkel, q₁ = 6 µC ist 8 cm davon entfernt entlang der einen Kathete und q₂ = 5 µC 5 cm entlang der anderen. Bestimme den Betrag der resultierenden elektrischen Kraft F auf q₃.

q1 = 6 µCq2 = 5 µCq3 = 3 µCr13 = 8 cmr23 = 5 cm
F = N

Lösungsschlüssel

  1. 1. a = 8,618 × 10¹⁰ m/s²
  2. 2. F = 9,989 N
  3. 3. E = 2,747 × 10⁷ N/C
  4. 4. E = 998889 N/C
  5. 5. F = 106,3 N
  6. 6. F = 59,57 N

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