+6 µC と +6 µC の 2 つの点電荷が 10 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 = +6 µCq2 = +6 µCr = 10 cm
F = N
2.やさしい
+4 µC と −10 µC の点電荷が互いに 8 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 = +4 µCq2 = −10 µCF = 8 N
r = cm
3.ふつう
+2 µC と +6 µC の電荷が 40 cm 離れている。両者を結ぶ線上で、+2 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 = +2 µCq2 = +6 µCd = 40 cm
x = cm
4.ふつう
+10 µC の電荷と −8 µC の電荷が 10 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 2.5 cm の位置にある。P での電場の大きさ E を求めよ。
q1 = +10 µCq2 = −8 µCr1 = 2.5 cmr2 = 7.5 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 = 5 µC は直角の頂点に、q₁ = 1 µC はそこから一方の辺に沿って 5 cm の位置に、q₂ = 1 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 = 1 µCq2 = 1 µCq3 = 5 µCr13 = 5 cmr23 = 6 cm
F = N
6.むずかしい
それぞれ質量 3 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 = 3 gL = 20 cmθ = 15°g = 9.81 m/s²
q = nC
解答
- 1. F = 32.36 N
- 2. r = 21.2 cm
- 3. x = 14.64 cm
- 4. E = 1.566 × 10⁸ N/C
- 5. F = 21.89 N
- 6. q = 96.96 nC
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