+2 µC と +3 µC の 2 つの点電荷が 12 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 = +2 µCq2 = +3 µCr = 12 cm
F = N
2.やさしい
−2 µC と +8 µC の 2 つの点電荷が 25 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 = −2 µCq2 = +8 µCr = 25 cm
F = N
3.ふつう
+10 µC と +5 µC の電荷が 20 cm 離れている。両者を結ぶ線上で、+10 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 = +10 µCq2 = +5 µCd = 20 cm
x = cm
4.ふつう
+5 µC の電荷と −8 µC の電荷が 30 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 7.5 cm の位置にある。P での電場の大きさ E を求めよ。
q1 = +5 µCq2 = −8 µCr1 = 7.5 cmr2 = 22.5 cm
E = N/C
5.むずかしい
それぞれ質量 1 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 10° 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 = 1 gL = 80 cmθ = 10°g = 9.81 m/s²
q = nC
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 = 4 µC は直角の頂点に、q₁ = 5 µC はそこから一方の辺に沿って 3 cm の位置に、q₂ = 2 µC はもう一方の辺に沿って 8 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 = 5 µCq2 = 2 µCq3 = 4 µCr13 = 3 cmr23 = 8 cm
F = N
解答
- 1. F = 3.746 N
- 2. F = 2.301 N
- 3. x = 11.72 cm
- 4. E = 9.412 × 10⁶ N/C
- 5. q = 121.9 nC
- 6. F = 200.1 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。