+4 µC と +6 µC の点電荷が互いに 1 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 = +4 µCq2 = +6 µCF = 1 N
r = cm
2.やさしい
2 つの点電荷が 48 N の力で反発し合っている。1 つ目の電荷を半分にし、電荷間の距離を3 倍にする。新しい力 F′ を求めよ。
F = 48 Nq₁′ = 0.5·q₁r′ = 3·r
F′ = N
3.ふつう
+5 µC の電荷と −2 µC の電荷が 50 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 37.5 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 = 37.5 cmr2 = 12.5 cm
E = N/C
4.ふつう
+4 µC と +8 µC の電荷が 40 cm 離れている。両者を結ぶ線上で、+4 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 = +4 µCq2 = +8 µCd = 40 cm
x = cm
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 = 2 µC は直角の頂点に、q₁ = 6 µC はそこから一方の辺に沿って 8 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 = 6 µCq2 = 4 µCq3 = 2 µCr13 = 8 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 = 3 µC は直角の頂点に、q₁ = 5 µC はそこから一方の辺に沿って 10 cm の位置に、q₂ = 5 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 = 5 µCq2 = 5 µCq3 = 3 µCr13 = 10 cmr23 = 6 cm
F = N
解答
- 1. r = 46.45 cm
- 2. F′ = 2.667 N
- 3. E = 1.47 × 10⁶ N/C
- 4. x = 16.57 cm
- 5. F = 33.34 N
- 6. F = 39.81 N
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