+4 µC と +3 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.
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 = +4 µCq2 = +3 µCF = 0.5 N
r = cm
2.やさしい
+3 µC と +5 µC の 2 つの点電荷が 5 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。
q1 = +3 µCq2 = +5 µCr = 5 cm
F = N
3.ふつう
3 つの点電荷が一直線上にある:左に +6 µC、そこから 10 cm 右に +3 µC、その間で左の電荷から 5 cm の位置に −5 µC。中央の電荷に働く電気力の合力の大きさ F を求めよ。 Use k = 8.99 × 10⁹ N·m²/C².
qL = +6 µCqR = +3 µCqM = −5 µCrL = 5 cmrR = 5 cm
F = N
4.ふつう
+5 µC と +2 µC の電荷が 20 cm 離れている。両者を結ぶ線上で、+5 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 = +5 µCq2 = +2 µCd = 20 cm
x = cm
5.むずかしい
それぞれ質量 1 g の 2 つの同じ小球が、長さ 100 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 15° 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 = 1 gL = 100 cmθ = 15°g = 9.81 m/s²
q = nC
6.むずかしい
電子が 1 × 10⁷ m/s で、2 枚の平行な極板の間の一様な電場に極板と平行に入射する。極板の長さは 5 cm、極板間の電場は 2900 N/C である。電子の電荷は 1.602 × 10⁻¹⁹ C、質量は 9.109 × 10⁻³¹ kg とし、重力は無視する。極板を出るとき、電子は横方向にどれだけ y 偏向しているか。答えは mm で求めよ。
v₀ = 1 × 10⁷ m/sL = 5 cmE = 2900 N/Ce = 1.602 × 10⁻¹⁹ Cme = 9.109 × 10⁻³¹ kg
y = mm
解答
- 1. r = 46.45 cm
- 2. F = 53.94 N
- 3. F = 53.94 N
- 4. x = 12.25 cm
- 5. q = 279.9 nC
- 6. y = 6.375 mm
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。