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Übungsaufgaben
Aufgaben nach Anforderungsbereichen. Tippe dein Ergebnis ein und prüfe — bei Schwierigkeiten helfen die gestuften Tipps. Dezimalzahlen mit Komma.
1Größen, Einheiten, FestlegungenAFB I
Verbinden Sie jeden Begriff mit dem passenden Eintrag auf der rechten Seite.
Klicke links eine Größe an und dann rechts den passenden Eintrag — es entsteht eine Verbindungslinie.
Die Einheit \(\mathrm{\frac{N}{C} }\) ist kein Zufallsname, sondern eine Lesehilfe für die Definition: Sie sagt „Newton pro Coulomb“, also Kraft je Ladung — genau das, was \(E = \dfrac{F}{q}\) bedeutet. Wer sich die Einheit merkt, kann die Formel jederzeit rekonstruieren. Dass daneben auch \(\mathrm{\frac{V}{m} }\) auftaucht, ist keine zweite Definition, sondern reine Einheitenumformung: 1 \(\mathrm{\frac{N}{C} }\) = 1 \(\mathrm{\frac{V}{m} }\).
2Feldstärke aus Kraft und LadungAFB I
Auf eine Probeladung \(q=2{,}0\,\mathrm{mC}\) wirkt in einem homogenen Feld die Kraft \(F=0{,}60\,\mathrm N\).
Berechnen Sie die Feldstärke \(E\) an diesem Ort.Rechne die Ladung zuerst in Coulomb um und nutze dann \(E = \dfrac{F}{q}\). Trage das Ergebnis in \(\mathrm{\frac{N}{C} }\) ein.
Der einzige Stolperstein ist die Vorsilbe: 2,0 mC sind 0,002 C, nicht 2 C. Damit wird E = 0,60 N ÷ 0,002 C = 300 \(\mathrm{\frac{N}{C} }\). Wer die Umrechnung vergisst, erhält 0,3 \(\mathrm{\frac{N}{C} }\) — also einen um den Faktor 1000 zu kleinen Wert. Eine schnelle Kontrolle: Bei einer kleinen Ladung muss aus einer spürbaren Kraft eine große Feldstärke folgen.
3Die Formel umstellenAFB II
Bauen Sie aus den Bausteinen die Gleichung, mit der man aus Kraft und Feldstärke die Ladung berechnet.
Klicke die Bausteine in der richtigen Reihenfolge an — sie wandern nacheinander in die Plätze. Ein Klick auf einen belegten Platz gibt den Baustein zurück.
Alle drei Formen sind dieselbe Gleichung, nur nach einer anderen Größe aufgelöst: E = F÷q, F = E·q und q = F÷E. Merken muss man sich nur eine davon — sinnvollerweise die Definition \(E = \dfrac{F}{q}\), weil sie die Bedeutung enthält. Die Bausteine I, t und U gehören dagegen zu anderen Größen und haben in dieser Umstellung nichts zu suchen.