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Elektrische Ladungen

Zehn Aufgaben von AFB I bis III: Anziehung und Abstoßung vorhersagen, die Kraft ohne Berührung verstehen, Kraft und Gegenkraft vergleichen, den Einfluss des Abstands abschätzen und Versuche mit geladenen Kugeln deuten.

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Übungsaufgaben

Alle Übungen fortlaufend nummeriert — zuerst die interaktiven Übungen zum Klicken, Ziehen und Knobeln, danach die Rechen- und Textaufgaben. Jede Übung gibt dir sofort Rückmeldung; bei Schwierigkeiten helfen dir die gestuften Tipps.

A1
Anziehen oder abstoßen?
AFB I

Welche Aussagen über die Kraft zwischen zwei geladenen Körpern stimmen?

Mehrere Antworten sind richtig. Markiere alle zutreffenden und klicke dann auf „Prüfen“.
Die elektrische Kraft wirkt durch den Raum hindurch, also ohne Berührung — genau deshalb spreizen sich Fäden schon von weitem. Sie ist außerdem eine Wechselwirkung: Beide Körper spüren eine gleich große Kraft, auch wenn einer viel stärker geladen ist. Und sie wird bei kleinerem Abstand größer, nicht kleiner.
A2
Stimmt's? — Fünferserie
AFB I

Fünf Behauptungen zur Kraft zwischen Ladungen.

Fünf Aussagen nacheinander. Eine falsche Einschätzung reicht — dann startest du die Serie mit „Neue Runde“ neu.
Aussage 1 von 5

Merksatz: Gleichnamig stößt ab, ungleichnamig zieht an — und zwar immer auf beide Körper gleich stark und ohne Berührung. Wie groß die Kraft ausfällt, hängt von der Ladungsmenge und vom Abstand ab. Nur die Richtung, nicht die Stärke, liest man am Vorzeichen ab.
A3
Lückentext mit Wortbank
AFB I

Setze die Fachbegriffe an die richtige Stelle — ein Wort bleibt übrig.

Wort anklicken, dann Lücke anklicken (oder umgekehrt) — mit Tab und Enter geht es genauso. Ein Klick auf eine gefüllte Lücke legt das Wort zurück.

Ein Kunststoffstab und ein Glasstab sind geladen. Zwischen ihnen wirkt deshalb eine . Zwei gleichnamig geladene Stäbe erfahren dagegen eine . Beide Stäbe spüren dabei eine gleich große Kraft, denn die elektrische Kraft ist eine . Verkleinert man den Abstand, wird die Kraft — ganz ohne dass sich die Stäbe berühren.

Kleiner bleibt übrig: Bei kleinerem Abstand wird die Kraft größer, nicht kleiner. Wer hier kleiner einsetzt, verwechselt Abstand und Kraft. Merke: Kleiner Abstand bedeutet große Kraft.
A4
Anziehen, abstoßen oder gar nichts?
AFB I

Sortiere die Paare danach, was zwischen ihnen passiert.

Ziehe jede Karte in den passenden Korb — oder wähle sie mit Enter aus und drücke dann die Ziffer des Korbs (0 legt sie zurück).
1Sie ziehen sich an
2Sie stoßen sich ab
3Es wirkt keine elektrische Kraft
Sieh zuerst nach, ob überhaupt beide Körper geladen sind: Ohne Ladung auf beiden Seiten gibt es keine elektrische Kraft zwischen ihnen. Erst danach entscheidet das Vorzeichen über Anziehung oder Abstoßung. Ein Elektronenmangel bedeutet dabei positiv geladen.
A5
Blitzrechnung
AFB I

Du hast drei geladene Kugeln: Kugel A ist positiv geladen, Kugel B ist negativ geladen, Kugel C ist negativ geladen. Wie viele der drei möglichen Paare A und B, A und C sowie B und C ziehen sich an?

Rechne selbst und trage das Ergebnis ein — Enter prüft direkt.
A und B sowie A und C sind ungleichnamig, sie ziehen sich an — das sind zwei Paare. B und C sind beide negativ, sie stoßen sich ab. Trick: Zähle einfach die Paare mit verschiedenen Vorzeichen.
A6
Versuch mit zwei Kugeln an Fäden
AFB II

Bringe den Versuchsablauf in die richtige Reihenfolge.

Ziehe die Karten in die richtige Reihenfolge — mit der Tastatur: ↑/↓ verschiebt, Shift+↑/↓ wechselt nur den Fokus.
1Zwei gleiche Kugeln hängen an langen Fäden nebeneinander und sind noch neutral.
2Beide Kugeln werden mit demselben Tuch gerieben und dadurch gleichnamig geladen.
3Die Fäden stellen sich schräg, weil sich die Kugeln gegenseitig abstoßen.
4Die Aufhängungen werden näher zusammengeschoben, und die Fäden stellen sich noch schräger.
5Nach einiger Zeit fließt die Ladung über die feuchte Luft ab, und die Fäden hängen wieder senkrecht.
Am häufigsten verrutscht der vierte Schritt: Viele erwarten bei kleinerem Abstand einen kleineren Ausschlag. Näher heißt aber größere Kraft und damit schrägere Fäden. Der letzte Schritt erklärt, warum solche Versuche an feuchten Tagen schlecht gelingen.
A7
Rechenkette
AFB II

Kugel A ist positiv geladen. Du prüfst mit ihr vier weitere Kugeln: B wird abgestoßen, C wird angezogen, D wird abgestoßen, E wird angezogen.

Rechne die Kette Schritt für Schritt: Erst wenn ein Schritt stimmt, wird der nächste freigeschaltet. Enter prüft.
  1. Wie viele der vier Kugeln B bis E sind positiv geladen? Kugeln
  2. Wie viele der vier Kugeln B bis E sind negativ geladen? Kugeln
  3. Aus B, C, D und E lassen sich sechs Paare bilden. Wie viele dieser Paare stoßen sich ab? Paare
  4. Wie viele der sechs Paare ziehen sich an? (Transfer) Paare
Abstoßung ist der eindeutige Nachweis: Wer von A abgestoßen wird, hat dasselbe Vorzeichen wie A. B und D sind also positiv, C und E negativ. Danach stoßen sich nur noch die Paare mit gleichem Vorzeichen ab, alle übrigen ziehen sich an.
A8
Beobachtung und Erklärung
AFB II

Ordne jeder Beobachtung die passende Erklärung zu.

Klicke links einen Eintrag an und dann rechts den passenden — es entsteht eine Verbindungslinie. Mit der Tastatur: Enter zum Auswählen, ↑/↓ zum Wandern.
Sortiere die Beobachtungen zuerst danach, ob sie etwas über die Richtung, über die Stärke oder über die Reichweite der Kraft sagen. Spreizen und Zuschwingen betreffen die Richtung, der Abstand die Stärke. Die beiden letzten Zeilen sind die grundsätzlichen Eigenschaften der elektrischen Kraft.
A9
Fehlersuche im Schulheft
AFB II

Sechs Sätze aus einem Schulheft — drei davon sind falsch. Finde sie.

In diesem Text stecken Fehler. Klicke genau die falschen Zeilen an — die richtigen musst du stehen lassen.
Zeile 4 kommt in Klassenarbeiten am häufigsten vor: Viele glauben, mehr Ladung bedeute mehr Kraft für diesen einen Körper. Mehr Ladung vergrößert die Kraft für beide gleichzeitig. Zeile 2 ist der zweite Klassiker, weil man Berührung mit Kraftwirkung verwechselt.
A10
Wie groß wird die Kraft?
AFB III

Zwei gleichnamig geladene Kugeln stoßen sich ab. Schätze für jede Veränderung die neue Kraft ein — ohne zu rechnen.

Wähle für jede Zeile eine Stufe: 1 = keine Kraft mehr, 2 = deutlich kleiner, 3 = genauso groß, 4 = größer, 5 = deutlich größer. Mit der Tastatur: Tab zur Zeile, ←/→ zwischen den Stufen, Enter setzt.
1 = keine Kraft mehr5 = deutlich größer
Du verdoppelst den Abstand zwischen den beiden Kugeln
Du halbierst den Abstand zwischen den beiden Kugeln
Du entlädst eine der beiden Kugeln vollständig
Du tauschst bei beiden Kugeln das Vorzeichen: aus zwei positiven werden zwei negative Kugeln
Du bringst zusätzliche Ladung auf eine der beiden Kugeln
Der Abstand wirkt in beide Richtungen sehr stark: Doppelter Abstand macht die Kraft deutlich kleiner, halber Abstand deutlich größer. Eine ungeladene Kugel spürt keine Kraft mehr, egal wie nah sie kommt. Und der Vorzeichentausch bei beiden Kugeln ändert nur die Namen: Sie stoßen sich weiterhin genau so stark ab.