+10 µC と +8 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.
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 = +10 µCq2 = +8 µCF = 8 N
r = cm
2.やさしい
+80 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.
q = +80 nCr = 40 cm
E = N/C
3.ふつう
+10 µC と +5 µC の電荷が 30 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 = 30 cm
x = cm
4.ふつう
2 つの同じ小さな金属球が −3 µC と −2 µC の電荷をもっている。両者を接触させてから 20 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 = −3 µCq2 = −2 µCr = 20 cm
F = N
5.むずかしい
それぞれ質量 8 g の 2 つの同じ小球が、長さ 60 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 12° 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 = 8 gL = 60 cmθ = 12°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 = 6 µC は直角の頂点に、q₁ = 4 µC はそこから一方の辺に沿って 3 cm の位置に、q₂ = 6 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 = 4 µCq2 = 6 µCq3 = 6 µCr13 = 3 cmr23 = 3 cm
F = N
解答
- 1. r = 29.98 cm
- 2. E = 4495 N/C
- 3. x = 17.57 cm
- 4. F = 1.405 N
- 5. q = 339.9 nC
- 6. F = 432.2 N
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