2 つの点電荷が 54 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。
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 = 54 Nq₁′ = 3·q₁r′ = 4·r
F′ = N
2.やさしい
2 つの点電荷が 26 N の力で反発し合っている。1 つ目の電荷を2 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 = 26 Nq₁′ = 2·q₁r′ = 4·r
F′ = N
3.ふつう
2 つの同じ小さな金属球が +10 µC と +4 µC の電荷をもっている。両者を接触させてから 10 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 = +10 µCq2 = +4 µCr = 10 cm
F = N
4.ふつう
2 つの同じ小さな金属球が +3 µC と −1 µC の電荷をもっている。両者を接触させてから 50 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 = +3 µCq2 = −1 µCr = 50 cm
F = N
5.むずかしい
それぞれ質量 8 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 10° 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 = 8 gL = 50 cmθ = 10°g = 9.81 m/s²
q = nC
6.むずかしい
電子が 2 × 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 3 cm、極板間の電場は 3000 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 = 2 × 10⁷ m/sL = 3 cmE = 3000 N/Ce = 1.602 × 10⁻¹⁹ Cme = 9.109 × 10⁻³¹ kg
y = mm
解答
- 1. F′ = 10.13 N
- 2. F′ = 3.25 N
- 3. F = 44.05 N
- 4. F = 0.03596 N
- 5. q = 215.4 nC
- 6. y = 0.5936 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。