Das coulombsche Gesetz

Datum:
Ph Q1
My
Das coulombsche Gesetz
Das coulombsche Gesetz lautet
𝐹=
1
4𝜋𝜀 0
∗
𝑞 1 ∗𝑞 2
𝑟2
wobei 𝑞1 und 𝑞2 zwei jeweils kugelsymmetrisch verteilte Ladungsmengen, 𝑟 der
Abstand zwischen deren Mittelpunkten und 𝜀0 die elektrische Feldkonstante sind.
Aufgabe 1
Erklären bzw. beschreiben Sie den "Sinn" des coulombschen Gesetzes mit eigenen
Worten!
Aufgabe 2
Klären Sie die Begriffe Elementarladung und 1 C (Coulomb). Welchen
Zusammenhang gibt es zwischen den beiden?
Aufgabe 3
Lesen Sie sich die folgenden fünf Aufgaben sorgfältig durch. Lösen Sie die Aufgabe
2b und versuchen Sie mindestens eine weitere Aufgabe sinnvoll zu bearbeiten!
1. Zwei gleiche Ladungen stoßen sich im Abstand von 20 cm mit einer Kraft von 1,5.10-2 N
ab. Wie groß sind die Ladungen ?
2. Der Abstand zwischen Proton und Elektron im Wasserstoffatom beträgt etwa 10-10 m.
Das Proton trägt die Ladung Q = 1,6.10-19 C, das Elektron hat die gleiche negative
Ladung.
a) Wie groß ist die Coulomb-Kraft zwischen den beiden Teilchen ?
b) Bestimmen Sie die Gravitationskraft zwischen den beiden Teilchen!
c) In welchem Verhältnis steht die Coulomb-Kraft zur Gravitationskraft?
d) Wie ändert sich dieses Verhältnis in Abhängigkeit vom Abstand der beiden Teilchen ?
3. 2m von einer Ladung Q1 = 3.10-9 C entfernt befindet sich eine Ladung Q2 = -2.10-9 C. Wie
groß ist die elektrische Feldstärke im Mittelpunkt der Verbindungslinie zwischen beiden
Ladungen ?
4. Zwei Punktladungen Q1 = +2 C und Q2 = +8 C haben den Abstand d = 1m. In welchem
Punkt ist die Feldstärke null ?
5. An einer Ecke eines Rechtecks mit den Kantenlängen a = 2 cm und b = 4 cm befindet
sich eine elektrische Punktladung Q1 = 3.10-8 C, an der diagonal gegenüberliegenden
Ecke eine Punktladung Q2 = -4.10-8 C. Berechnen Sie die Feldstärken an den beiden
anderen Ecken des Rechtecks.