+8 µC と +3 µC の 2 つの点電荷が 6 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 = +8 µCq2 = +3 µCr = 6 cm
F = N
2.やさしい
+10 µC と −5 µC の点電荷が互いに 0.5 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 = +10 µCq2 = −5 µCF = 0.5 N
r = cm
3.ふつう
+1 µC と +3 µC の電荷が 40 cm 離れている。両者を結ぶ線上で、+1 µC の電荷からどれだけの距離 x の点で電場が 0 になるか。
q1 = +1 µCq2 = +3 µCd = 40 cm
x = cm
4.ふつう
3 つの点電荷が一直線上にある:左に +4 µC、そこから 30 cm 右に +5 µC、その間で左の電荷から 22.5 cm の位置に +2 µC。中央の電荷に働く電気力の合力の大きさ F を求めよ。 Use k = 8.99 × 10⁹ N·m²/C².
qL = +4 µCqR = +5 µCqM = +2 µCrL = 22.5 cmrR = 7.5 cm
F = N
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 = 4 µC は直角の頂点に、q₁ = 8 µC はそこから一方の辺に沿って 3 cm の位置に、q₂ = 5 µC はもう一方の辺に沿って 6 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 = 8 µCq2 = 5 µCq3 = 4 µCr13 = 3 cmr23 = 6 cm
F = N
6.むずかしい
それぞれ質量 2 g の 2 つの同じ小球が、長さ 20 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 15° 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 = 2 gL = 20 cmθ = 15°g = 9.81 m/s²
q = nC
解答
- 1. F = 59.93 N
- 2. r = 94.82 cm
- 3. x = 14.64 cm
- 4. F = 14.56 N
- 5. F = 323.5 N
- 6. q = 79.17 nC
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