−10 µC と +10 µC の 2 つの点電荷が 15 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 = −10 µCq2 = +10 µCr = 15 cm
F = N
2.やさしい
2 つの点電荷が 34 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3 倍にする。新しい力 F′ を求めよ。
F = 34 Nq₁′ = 2·q₁r′ = 3·r
F′ = N
3.ふつう
2 つの同じ小さな金属球が −3 µC と +6 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 = −3 µCq2 = +6 µCr = 10 cm
F = N
4.ふつう
+2 µC の電荷と +6 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 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 = +6 µCr1 = 5 cmr2 = 15 cm
E = N/C
5.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 = 1 µC は直角の頂点に、q₁ = 2 µC はそこから一方の辺に沿って 8 cm の位置に、q₂ = 10 µC はもう一方の辺に沿って 4 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 = 2 µCq2 = 10 µCq3 = 1 µCr13 = 8 cmr23 = 4 cm
F = N
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 = 2 µC は直角の頂点に、q₁ = 4 µC はそこから一方の辺に沿って 8 cm の位置に、q₂ = 2 µC はもう一方の辺に沿って 5 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 = 2 µCq3 = 2 µCr13 = 8 cmr23 = 5 cm
F = N
解答
- 1. F = 39.96 N
- 2. F′ = 7.556 N
- 3. F = 2.023 N
- 4. E = 4.795 × 10⁶ N/C
- 5. F = 56.26 N
- 6. F = 18.25 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。