−5 µC と −1 µC の 2 つの点電荷が 20 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 = −5 µCq2 = −1 µCr = 20 cm
F = N
2.やさしい
+8 µC と +10 µC の 2 つの点電荷が 4 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 = +8 µCq2 = +10 µCr = 4 cm
F = N
3.ふつう
+5 µC と +3 µC の電荷が 30 cm 離れている。両者を結ぶ線上で、+5 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 = +5 µCq2 = +3 µCd = 30 cm
x = cm
4.ふつう
+5 µC の電荷と −2 µC の電荷が 40 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 16 cm の位置にある。P での電場の大きさ E を求めよ。
q1 = +5 µCq2 = −2 µCr1 = 16 cmr2 = 24 cm
E = N/C
5.むずかしい
それぞれ質量 3 g の 2 つの同じ小球が、長さ 80 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 = 3 gL = 80 cmθ = 5°g = 9.81 m/s²
q = nC
6.むずかしい
それぞれ質量 3 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 8° 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 = 3 gL = 50 cmθ = 8°g = 9.81 m/s²
q = nC
解答
- 1. F = 1.124 N
- 2. F = 449.5 N
- 3. x = 16.91 cm
- 4. E = 2.068 × 10⁶ N/C
- 5. q = 74.63 nC
- 6. q = 94.4 nC
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