電子(電荷 −1.602 × 10⁻¹⁹ C、質量 9.109 × 10⁻³¹ kg)が 4900 N/C の一様な電場の中にある。 重力を無視して、その加速度の大きさ a 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
E = 4900 N/C|q| = 1.602 × 10⁻¹⁹ Cm = 9.109 × 10⁻³¹ kg
a = m/s²
2.やさしい
+1 µC と +5 µC の 2 つの点電荷が 6 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 = +1 µCq2 = +5 µCr = 6 cm
F = N
3.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 15 cm の位置に −10 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 = −10 µCrL = 15 cmrR = 5 cm
F = N
4.ふつう
+1 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 12 cm の位置にある。P での電場の大きさ E を求めよ。
q1 = +1 µCq2 = +6 µCr1 = 12 cmr2 = 8 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 = 5 µC は直角の頂点に、q₁ = 3 µC はそこから一方の辺に沿って 10 cm の位置に、q₂ = 4 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 = 3 µCq2 = 4 µCq3 = 5 µCr13 = 10 cmr23 = 5 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 = 6 µC は直角の頂点に、q₁ = 4 µC はそこから一方の辺に沿って 5 cm の位置に、q₂ = 4 µC はもう一方の辺に沿って 10 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 = 4 µCq3 = 6 µCr13 = 5 cmr23 = 10 cm
F = N
解答
- 1. a = 8.618 × 10¹⁴ m/s²
- 2. F = 12.49 N
- 3. F = 51.94 N
- 4. E = 7.804 × 10⁶ N/C
- 5. F = 73.17 N
- 6. F = 88.96 N
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