−4 µC と −10 µC の 2 つの点電荷が 30 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 = −4 µCq2 = −10 µCr = 30 cm
F = N
2.やさしい
+5 µC と +4 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 = +5 µCq2 = +4 µCr = 10 cm
F = N
3.ふつう
+5 µC の電荷と −5 µC の電荷が 20 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 12 cm の位置にある。P での電場の大きさ E を求めよ。
q1 = +5 µCq2 = −5 µCr1 = 12 cmr2 = 8 cm
E = N/C
4.ふつう
3 つの点電荷が一直線上にある:左に −4 µC、そこから 20 cm 右に −1 µC、その間で左の電荷から 5 cm の位置に +4 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 = −4 µCqR = −1 µCqM = +4 µCrL = 5 cmrR = 15 cm
F = N
5.むずかしい
それぞれ質量 2 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 5° 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 = 2 gL = 20 cmθ = 5°g = 9.81 m/s²
q = nC
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 = 8 µC は直角の頂点に、q₁ = 1 µC はそこから一方の辺に沿って 3 cm の位置に、q₂ = 6 µC はもう一方の辺に沿って 6 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 = 1 µCq2 = 6 µCq3 = 8 µCr13 = 3 cmr23 = 6 cm
F = N
解答
- 1. F = 3.996 N
- 2. F = 17.98 N
- 3. E = 1.014 × 10⁷ N/C
- 4. F = 55.94 N
- 5. q = 15.23 nC
- 6. F = 144.1 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。