+8 µC と +8 µC の点電荷が互いに 20 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 = +8 µCq2 = +8 µCF = 20 N
r = cm
2.やさしい
+10 µC と +2 µC の 2 つの点電荷が 10 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 = +10 µCq2 = +2 µCr = 10 cm
F = N
3.ふつう
+2 µC の電荷と +5 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 7.5 cm の位置にある。P での電場の大きさ E を求めよ。
q1 = +2 µCq2 = +5 µCr1 = 7.5 cmr2 = 2.5 cm
E = N/C
4.ふつう
+2 µC と +1 µC の電荷が 80 cm 離れている。両者を結ぶ線上で、+2 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 = +2 µCq2 = +1 µCd = 80 cm
x = cm
5.むずかしい
+6 µC と −6 µC の電荷が 20 cm 離れている。点 P は両者の中点から垂直二等分線上を 3 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 = 20 cmh = 3 cm
E = N/C
6.むずかしい
それぞれ質量 1 g の 2 つの同じ小球が、長さ 20 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 20° 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 = 20 cmθ = 20°g = 9.81 m/s²
q = nC
解答
- 1. r = 16.96 cm
- 2. F = 17.98 N
- 3. E = 6.872 × 10⁷ N/C
- 4. x = 46.86 cm
- 5. E = 9.48 × 10⁶ N/C
- 6. q = 86.22 nC
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