−4 µC と −6 µC の 2 つの点電荷が 8 cm 離れている。両者の間にはたらく静電気力の大きさ F を求めよ。k = 8.99 × 10⁹ N·m²/C² とする。
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
q1 = −4 µCq2 = −6 µCr = 8 cm
F = N
2.やさしい
+1 µC と −10 µC の 2 つの点電荷が 15 cm 離れている。両者の間にはたらく静電気力の大きさ F を求めよ。k = 8.99 × 10⁹ N·m²/C² とする。
q1 = +1 µCq2 = −10 µCr = 15 cm
F = N
3.ふつう
+5 µC の電荷と −2 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 8 cm の位置にある。P での電場の大きさ E を求めよ。
q1 = +5 µCq2 = −2 µCr1 = 8 cmr2 = 12 cm
E = N/C
4.ふつう
+8 µC の電荷と +1 µC の電荷が 60 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 30 cm の位置にある。P での電場の大きさ E を求めよ。
q1 = +8 µCq2 = +1 µCr1 = 30 cmr2 = 30 cm
E = N/C
5.むずかしい
電子が 1 × 10⁷ m/s で、2 枚の平行な極板の間の一様な電場に極板と平行に入射する。極板の長さは 2 cm、極板間の電場は 1600 N/C である。電子の電荷は 1.602 × 10⁻¹⁹ C、質量は 9.109 × 10⁻³¹ kg とし、重力は無視する。極板を出るとき、電子は横方向にどれだけ y 偏向しているか。答えは mm で求めよ。
v₀ = 1 × 10⁷ m/sL = 2 cmE = 1600 N/Ce = 1.602 × 10⁻¹⁹ Cme = 9.109 × 10⁻³¹ kg
y = mm
6.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 = 6 µC は直角の頂点に、q₁ = 10 µC はそこから一方の辺に沿って 3 cm の位置に、q₂ = 3 µC はもう一方の辺に沿って 3 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 = 3 µCq3 = 6 µCr13 = 3 cmr23 = 3 cm
F = N
解答
- 1. F = 33.71 N
- 2. F = 3.996 N
- 3. E = 8.272 × 10⁶ N/C
- 4. E = 699222 N/C
- 5. y = 0.5628 mm
- 6. F = 625.7 N
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。