−2 µC と +2 µC の 2 つの点電荷が 4 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 = +2 µCr = 4 cm
F = N
2.やさしい
電子(電荷 −1.602 × 10⁻¹⁹ C、質量 9.109 × 10⁻³¹ kg)が 200 N/C の一様な電場の中にある。 重力を無視して、その加速度の大きさ a を求めよ。
E = 200 N/C|q| = 1.602 × 10⁻¹⁹ Cm = 9.109 × 10⁻³¹ kg
a = m/s²
3.ふつう
+1 µC の電荷と −1 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 22.5 cm の位置にある。P での電場の大きさ E を求めよ。
q1 = +1 µCq2 = −1 µCr1 = 22.5 cmr2 = 7.5 cm
E = N/C
4.ふつう
+2 µC の電荷と −2 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 = +2 µCq2 = −2 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 = 8 µC は直角の頂点に、q₁ = 3 µC はそこから一方の辺に沿って 3 cm の位置に、q₂ = 5 µC はもう一方の辺に沿って 5 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 = 3 µCq2 = 5 µCq3 = 8 µCr13 = 3 cmr23 = 5 cm
F = N
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 = 4 µC はそこから一方の辺に沿って 6 cm の位置に、q₂ = 6 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 = 4 µCq2 = 6 µCq3 = 4 µCr13 = 6 cmr23 = 10 cm
F = N
解答
- 1. F = 22.47 N
- 2. a = 3.517 × 10¹³ m/s²
- 3. E = 1.776 × 10⁶ N/C
- 4. E = 3.196 × 10⁷ N/C
- 5. F = 279.6 N
- 6. F = 45.41 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。