2 つの点電荷が 30 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2 倍にする。新しい力 F′ を求めよ。
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
F = 30 Nq₁′ = 3·q₁r′ = 2·r
F′ = N
2.やさしい
+4 µC と +6 µC の点電荷が互いに 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 = +4 µCq2 = +6 µCF = 5 N
r = cm
3.ふつう
+1 µC の電荷と −5 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 36 cm の位置にある。P での電場の大きさ E を求めよ。
q1 = +1 µCq2 = −5 µCr1 = 36 cmr2 = 24 cm
E = N/C
4.ふつう
2 つの同じ小さな金属球が −5 µC と +3 µC の電荷をもっている。両者を接触させてから 15 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 = −5 µCq2 = +3 µCr = 15 cm
F = N
5.むずかしい
+3 µC と −3 µC の電荷が 10 cm 離れている。点 P は両者の中点から垂直二等分線上を 4 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 = +3 µCq2 = −3 µCd = 10 cmh = 4 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 = 5 µC は直角の頂点に、q₁ = 4 µC はそこから一方の辺に沿って 10 cm の位置に、q₂ = 1 µC はもう一方の辺に沿って 8 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 = 1 µCq3 = 5 µCr13 = 10 cmr23 = 8 cm
F = N
解答
- 1. F′ = 22.5 N
- 2. r = 20.77 cm
- 3. E = 849749 N/C
- 4. F = 0.3996 N
- 5. E = 1.027 × 10⁷ N/C
- 6. F = 19.3 N
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