Arbeitsblatt Coulombsches Gesetz & elektrische Felder mit Lösungen

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1.Leicht
+ + + + + +− − − − − −e⁻E = 2600 N/C

Ein Proton (Ladung 1,602 × 10⁻¹⁹ C, Masse 1,673 × 10⁻²⁷ kg) befindet sich in einem homogenen elektrischen Feld von 2600 N/C. Bestimme unter Vernachlässigung der Schwerkraft den Betrag seiner Beschleunigung a.

E = 2600 N/C|q| = 1,602 × 10⁻¹⁹ Cm = 1,673 × 10⁻²⁷ kg
a = m/s²
2.Leicht
−−8 µC++8 µCr = 15 cm

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

q1 = −8 µCq2 = +8 µCr = 15 cm
F = N
3.Mittel
−−5 µC++8 µCr = 50 cm

Zwei gleiche kleine Metallkugeln tragen Ladungen von −5 µC und +8 µC. Sie werden zusammengebracht und dann wieder in 50 cm Abstand gebracht. Bestimme den Betrag der Kraft F zwischen ihnen jetzt. Use k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C².

q1 = −5 µCq2 = +8 µCr = 50 cm
F = N
4.Mittel
++4 µC−−5 µCP20 cm

Eine Ladung von +4 µC und eine Ladung von −5 µC sind 20 cm voneinander entfernt. Der Punkt P liegt auf der Verbindungslinie zwischen ihnen, 10 cm von der ersten Ladung entfernt. Bestimme den Betrag der elektrischen Feldstärke E in P.

q1 = +4 µCq2 = −5 µCr1 = 10 cmr2 = 10 cm
E = N/C
5.Schwer
+−P2 × 4 cm10 cm+10 µC−10 µC

Ladungen von +10 µC und −10 µC sind 8 cm voneinander entfernt. Punkt P liegt 10 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 = +10 µCq2 = −10 µCd = 8 cmh = 10 cm
E = N/C
6.Schwer
6 cm5 cm+q1​ = +8 µC+q3​ = +6 µC+q2​ = +1 µC

Drei positive Punktladungen sitzen an den Ecken eines rechtwinkligen Dreiecks: q₃ = 6 µC sitzt an der Ecke mit dem rechten Winkel, q₁ = 8 µC ist 6 cm davon entfernt entlang der einen Kathete und q₂ = 1 µC 5 cm entlang der anderen. Bestimme den Betrag der resultierenden elektrischen Kraft F auf q₃.

q1 = 8 µCq2 = 1 µCq3 = 6 µCr13 = 6 cmr23 = 5 cm
F = N

Lösungsschlüssel

  1. 1. a = 2,49 × 10¹¹ m/s²
  2. 2. F = 25,57 N
  3. 3. F = 0,08091 N
  4. 4. E = 8,091 × 10⁶ N/C
  5. 5. E = 5,757 × 10⁶ N/C
  6. 6. F = 121,8 N

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