+8 µC と +5 µC の 2 つの点電荷が 30 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 = +5 µCr = 30 cm
F = N
2.やさしい
2 つの点電荷が 58 N の力で反発し合っている。1 つ目の電荷を3 倍にし、電荷間の距離を4 倍にする。新しい力 F′ を求めよ。
F = 58 Nq₁′ = 3·q₁r′ = 4·r
F′ = N
3.ふつう
+3 µC の電荷と +2 µC の電荷が 20 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 5 cm の位置にある。P での電場の大きさ E を求めよ。
q1 = +3 µCq2 = +2 µCr1 = 5 cmr2 = 15 cm
E = N/C
4.ふつう
+6 µC と +10 µC の電荷が 60 cm 離れている。両者を結ぶ線上で、+6 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 = +6 µCq2 = +10 µCd = 60 cm
x = cm
5.むずかしい
+6 µC と −6 µC の電荷が 16 cm 離れている。点 P は両者の中点から垂直二等分線上を 12 cm 離れた位置にある。P における電場の大きさ E を求めよ。 Use k = 8.99 × 10⁹ N·m²/C².
q1 = +6 µCq2 = −6 µCd = 16 cmh = 12 cm
E = N/C
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 = 1 µC は直角の頂点に、q₁ = 2 µC はそこから一方の辺に沿って 5 cm の位置に、q₂ = 10 µC はもう一方の辺に沿って 10 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 = 2 µCq2 = 10 µCq3 = 1 µCr13 = 5 cmr23 = 10 cm
F = N
解答
- 1. F = 3.996 N
- 2. F′ = 10.88 N
- 3. E = 9.989 × 10⁶ N/C
- 4. x = 26.19 cm
- 5. E = 2.877 × 10⁶ N/C
- 6. F = 11.51 N
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