38 Rechenbeispiele zum Kapitel

377
🖩

Elektrische Ladungen

Drei Ladungen von je 1 µC liegen an den Ecken eines gleichseitigen Dreiecks von 20 cm Seitenlänge. Welche Kraft wirkt auf eine von ihnen?

378
🖩

Beschleunigungsspannung

In einer Farbfernsehbildröhre werden die Elektronen auf die Geschwindigkeit von `v=83800" km/s"` beschleunigt.

Wie groß ist die dafür erforderliche Beschleunigungsspannung?

380
🖩

Wie groß ist die Kraft zwischen einem Atomkern und einem Elektron eines Sauerstoffatoms (`r=70" pm"`)?

381
🖩

Wie groß ist die Kraft zwischen dem Atomkern und einem Elektron eines Kohlenstoffatoms (`r = 70 " pm"`)?

382
🖩

Wie groß ist die Coulombkraft zwischen zwei He-Kernen im Abstand 1 nm?
In welchem Verhältnis steht sie zur Gravitationskraft zwischen den beiden Kernen?

384
🖩

In einem Fernsehgerät werden die Elektronen in der Bildröhre mit einer Spannung von 15 kV beschleunigt.

Mit welcher Geschwindigkeit treffen sie am Bildschirm auf?

386
🖩

Drei Ladungen von je 1 µC bilden die Ecken eines gleichschenkligen Dreiecks von 10 cm Grundlinien und 15 cm Höhe. Welche Kraft wirkt auf die Ladung in der Spitze des Dreiecks?

388
🖩

Oszilloskop

In einem Oszilloskop treffen die Elektronen mit einer Geschwindigkeit von `6,2*10^7" m/s"` auf den Bildschirm.
Wie hoch ist die Beschleunigungsspannung?

391
🖩

Plattenkondensator

Zwei kreisförmige Platten von je 20 cm Durchmesser stehen einander im Abstand 1,2 cm in Luft gegenüber und sind mit 90 V verbunden. Wie groß ist die Feldstärke im Zwischenraum und welche Ladungsmenge befindet sich auf den Platten?

392
🖩

Zwei gleich große negative Ladungen im Abstand 70 cm üben aufeinander eine Kraft von 30 mN aus.

Wie groß sind die beiden Ladungen?

402
🖩

Kraft zwischen Ladungen

Zwei gleich große Ladungen sind 3 cm voneinander entfernt und stoßen einander mit einer Kraft von 4·10-5 N ab. Wie groß sind diese Ladungen?

406
🖩

Kraft zwischen Atomkernen

Ein He-Kern und ein Ne-Kern befinden sich im Abstand 3 nm. Welche Coloumb-Kraft üben sie aufeinander aus?

407
🖩

Kraft zwischen He-Kern und einem Elektron

Wie groß ist die Coloumb-Kraft zwischen einem He-Kern und einem Elektron (`r=40" pm"`)?

411
🖩

Kraft zwischen zwei Argonkernen

Welche Coloumb-Kraft wirkt zwischen zwei Argonkernen, die einen Abstand von 1 nm zueinander haben?

450
🖩

Zwischen zwei (in Feldrichtung gemessen) 2 mm voneinander entfernten Punkten besteht eine Spannung von 400 V. Wie groß ist dort die Feldstärke?

452
🖩

Ein Wasserstoffatom besteht aus einem Proton und einem Elektron im Abstand 53 pm.

Wie groß ist die elektrische Kraft zwischen ihnen?

Wie groß müsste die Bahngeschwindigkeit des Elektrons sein?

453
🖩

Wie groß ist die Coulombkraft zwischen zwei Elektronen im Abstand 1 nm?

461
🖩

beschleunigtes Proton

Wie groß sind kinetische Energie und Geschwindigkeit eines Protons, nachdem es durch eine Spannung von 1 MV beschleunigt wurde?

462
🖩

Wie groß ist die Endgeschwindigkeit von Elektronen, die eine Spannung von 1500 V durchlaufen haben, wenn sie anfänglich in Ruhe waren?

463
🖩

Wie groß ist die Arbeit, um eine Ladung von 0,2 µC, die 30 cm von einer zweiten Ladung von 3 µC entfernt ist, an einen Ort mit 12 cm Abstand von der zweiten Ladung zu bringen?

1303
🖩

Ein Körper mit einer Masse m = 0,1 kg befindet sich im Gravitationsfeld der Erde. Wie groß ist seine potentielle Energie bei einer Höhendifferenz von 10 m? Welche Geschwindigkeit hat der Körper nach Durchfallen dieser Höhe?

1304
🖩

Ein Körper mit einer Masse m = 1 mg und einer Ladung Q =10 μC befindet sich in einem elektrischen Feld. Wie groß ist seine potentielle Energie bei einer Spannung von 10 kV? Welche Geschwindigkeit hat der Körper nach Durchlaufen dieser Spannung?

1317
🖩

In trockener Luft beträgt unter Normalbedingungen die kritische Feldstärke für Funkenüberschlag etwa 1 MV/m. Zwischen zwei Kontakten eines Schalters besteht eine Spannung von 300 V. Ab welcher Distanz der Kontakte besteht die Gefahr des Funkenüberschlags?

1985
🖩

Zwei gleichnamige Kugeln vom Radius 10 cm stoßen einander bei Berührung mit 0,1 N ab.

Wie viel Ladung haben beide zusammen?

1986
🖩

Zwei positive Ladungen von 0,5 µC und 0,2 µC sind 1 m voneinander entfernt.

Wo wirkt keine Kraft auf eine Probeladung?

1988
🖩

Bei welcher Feldstärke wirkt auf ein Elektron eine Kraft von 10-8 N?

1989
🖩

Wie groß ist die Arbeit, die beim Transport von 100 mC zwischen zwei Punkten, zwischen denen eine Spannung von 230 V herrscht, verrichtet wird?

1990
🖩

Zwischen zwei Kondensatorplatten im Vakuum (Abstand 2 cm) besteht eine Spannung von 10 V. Wie groß ist die elektrische Feldstärke?

2064
🖩

In trockener Luft beträgt unter Normalbedingungen die kritische Feldstärke für Funkenüberschlag etwa 1 MV/m. Bei einem Gewitter treten Blitze von einigen 100 Metern Länge auf. In welcher Größenordnung sind die dabei auftretenden elektrischen Spannungen?

2334
🖩

Zwischen zwei Ladungen wirkt in Luft eine Kraft von 0,02 N. Auf wie viel sinkt sie bei sonst gleichen Bedingungen in Petroleum ab?

2338
🖩

Eine Ladung von 1 µC werde aus dem Unendlichen an einen Punkt mit dem Potential 100 kV gebracht. Die dabei verrichtete Arbeit ist zu berechnen.

2354
🖩

Eine Glühlampe für 230 V hat unmittelbar nach dem Einschalten einen Widerstand von 90 Ω, im Betrieb von 810 Ω. Berechnen Sie für beide Fälle die Stromstärke und die Leistung.

2614
🖩

Beim Verschieben von 5 µC beträgt die Arbeit 20 mJ. Wie groß ist die Spannung?

3563
🖩

geladene Kugeln

Zwei kleine Kugeln haben den Abstand `1" m"` und tragen die gleiche Ladung. Wie groß ist die elektrische Ladung, wenn die Kugeln eine Kraft von `1" N"` aufeinander ausüben?

3565
🖩

Zwei Kugeln haben den Abstand `1 " m"` und tragen die elektrische Ladung `Q = 1 " C"`. Wie groß ist die Kraft zwischen den Kugeln?

3566
🖩

Nach denm Bohr’schen Atommodell besteht das Wasserstoffatom aus einem Proton das von einem Elektron umkreist wird. Wie groß ist die Kraft zwischen Proton und Elektron, wenn für deren Ladung `Q=e=1,6*10^-19 " C" ` und für den Bahnradius `r = 5*10^-19" cm"` eingesetzt wird?

3567
🖩

Zwei Kugeln tragen die gleiche negative Ladung und haben je eine Masse von `0,1 g`; sie hängen an `10 cm` langen Fäden, die unter dem Einfluß der angreifenden Kräfte (elektrostatische Kraft und Schwerkraft) einen Winkel von `60°C` einschließen. Wie groß ist die elektrostatische Kraft? Wie groß sind die Ladungen?

5950
🖩

Ein Plattenkondensator mit der Fläche 5 cm² ist auf 3 C aufgeladen. Wie groß ist das elektrische Feld?

 

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20. Elektrostatik

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