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1) Wie groß ist die Kraft, mit der sich zwei gleichnamige Ladungen

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1) Wie groß ist die Kraft, mit der sich zwei gleichnamige Ladungen der Größe 1 C, die sich in
einem Abstand von 100 m voneinander befinden, abstoßen?
2) Der Kern des Wasserstoffatoms besteht nur aus einem Proton mit einer positiven
Elementarladung.
a) Wie groß ist die elektrische Feldstärke dieser Ladung auf der kern-nächsten
Elektronenbahn, einer angenommenen Kreisbahn mit dem Bohr'schen Radius
r1 = 0,528 · 10-10 m (die sog. K-Schale)?
Die nächste Schale ist die L-Schale mit dem Radius r2 = 2,112 · 10-10 m.
b) Wie groß ist die Potentialdifferenz zwischen den beiden Schalen?
c) Berechnen Sie die Geschwindigkeit, mit der sich ein Elektron auf der K-Schale und auf der LSchale um den Kern bewegt.
3) Zwei positive Punktladungen Q1 = 400 nC und Q2 = 150 nC haben voneinander den
Abstand 10 cm.
a) Wie groß ist die Kraft auf eine genau in der Mitte zwischen den beiden Ladungen
befindliche kleine positive Probeladung q = 10 nC?
b) Wie groß ist die elektrische Feldstärke an dieser Stelle?
c) Wie groß sind Feldkraft und Feldstärke, wenn Q2 negativ ist?
4) Eine elektrisch neutrale Metallkugel vom Radius R = 5 cm soll auf die Ladung Q = 10 µC
aufgeladen werden.
a) Welche Energie ist dazu erforderlich?
b) Welche Spannung liegt dann an der Kugel?
5) In einer Vakuumröhre befinden sich zwei parallele plattenförmige Elektroden im Abstand
d = 2 cm, an denen eine Spannung U = 300 V liegt.
a) Bestimmen Sie die elektrische Feldstärke E im Raum zwischen den Platten.
b) Wie groß ist die Kraft auf ein Elektron im Feld zwischen den Platten?
c) Geben Sie die von einem Elektron gewonnene Energie an, wenn es von der Kathode zur
Anode beschleunigt wird.
d) Mit welcher Geschwindigkeit trifft es auf die Anode?
6) In den Ecken eines gleichseitigen Dreiecks von a = 10 cm Seitenlänge befinden sich die
Ladungen Q1 = 1 µC, Q2 = 2 µC und Q3 = − 3 µC.
Berechnen Sie den Betrag der resultierenden Kraft auf Q3.
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Gesundheitswesen
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