−40 nC の点電荷から 40 cm の距離における電場の大きさ E を求めよ。 Use k = 8.99 × 10⁹ N·m²/C².
解答つきクーロンの法則と電場ワークシート
1.やさしい
q = −40 nCr = 40 cm
E = N/C
2.やさしい
+2 µC と +5 µC の点電荷が互いに 10 N の力を及ぼし合っている。それらはどれだけ離れているか r。答えは cm で求めよ。 Use k = 8.99 × 10⁹ N·m²/C².
q1 = +2 µCq2 = +5 µCF = 10 N
r = cm
3.ふつう
2 つの同じ小さな金属球が +5 µC と −4 µC の電荷をもっている。両者を接触させてから 40 cm 離して置く。このときの両者の間の力の大きさ F を求めよ。 Use k = 8.99 × 10⁹ N·m²/C².
q1 = +5 µCq2 = −4 µCr = 40 cm
F = N
4.ふつう
+4 µC の電荷と +10 µC の電荷が 20 cm 離れている。点 P は 2 つの電荷を結ぶ線分上にあり、1 つ目の電荷から 10 cm の位置にある。P での電場の大きさ E を求めよ。
q1 = +4 µCq2 = +10 µCr1 = 10 cmr2 = 10 cm
E = N/C
5.むずかしい
3 つの正の点電荷が直角三角形の頂点にある:q₃ = 10 µC は直角の頂点に、q₁ = 10 µC はそこから一方の辺に沿って 10 cm の位置に、q₂ = 10 µC はもう一方の辺に沿って 10 cm の位置にある。q₃ にはたらく静電気力の合力の大きさ F を求めよ。
q1 = 10 µCq2 = 10 µCq3 = 10 µCr13 = 10 cmr23 = 10 cm
F = N
6.むずかしい
それぞれ質量 10 g の 2 つの同じ小球が、長さ 80 cm の絶縁性の糸で同じ点からつり下げられている。等しい電荷を与えると、各糸は鉛直から 20° の位置で静止する。g = 9.81 m/s² とする。各球の電荷 q を nC で求めよ。 Use k = 8.99 × 10⁹ N·m²/C².
m = 10 gL = 80 cmθ = 20°g = 9.81 m/s²
q = nC
解答
- 1. E = 2247 N/C
- 2. r = 9.482 cm
- 3. F = 0.01405 N
- 4. E = 5.394 × 10⁶ N/C
- 5. F = 127.1 N
- 6. q = 1091 nC
ステップごとの詳しい解答:このトピックは examproblems.com で練習できます。