−2 µC と −4 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。
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 = −4 µCr = 15 cm
F = N
2.やさしい
+3 µC と +8 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 = +3 µCq2 = +8 µCF = 0.5 N
r = cm
3.ふつう
+2 µC の電荷と −2 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 45 cm の位置にある。P での電場の大きさ E を求めよ。
q1 = +2 µCq2 = −2 µCr1 = 45 cmr2 = 15 cm
E = N/C
4.ふつう
+2 µC の電荷と +8 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 24 cm の位置にある。P での電場の大きさ E を求めよ。
q1 = +2 µCq2 = +8 µCr1 = 24 cmr2 = 36 cm
E = N/C
5.むずかしい
それぞれ質量 2 g の 2 つの同じ小球が、長さ 30 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 = 2 gL = 30 cmθ = 12°g = 9.81 m/s²
q = nC
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 50 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 8° 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 = 50 cmθ = 8°g = 9.81 m/s²
q = nC
解答
- 1. F = 3.196 N
- 2. r = 65.69 cm
- 3. E = 887901 N/C
- 4. E = 242785 N/C
- 5. q = 84.96 nC
- 6. q = 94.4 nC
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