+4 µC の点電荷から 30 cm の距離における電場の大きさ E を求めよ。 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
q = +4 µCr = 30 cm
E = N/C
2.やさしい
−3 µC と −2 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。
q1 = −3 µCq2 = −2 µCr = 15 cm
F = N
3.ふつう
+4 µC の電荷と +1 µC の電荷が 30 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 18 cm の位置にある。P での電場の大きさ E を求めよ。
q1 = +4 µCq2 = +1 µCr1 = 18 cmr2 = 12 cm
E = N/C
4.ふつう
+6 µC と +8 µC の電荷が 60 cm 離れている。両者を結ぶ線上で、+6 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 = +6 µCq2 = +8 µCd = 60 cm
x = cm
5.むずかしい
それぞれ質量 5 g の 2 つの同じ小球が、長さ 100 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 = 5 gL = 100 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 = 3 µC は直角の頂点に、q₁ = 2 µC はそこから一方の辺に沿って 6 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 = 3 µCr13 = 6 cmr23 = 4 cm
F = N
解答
- 1. E = 399556 N/C
- 2. F = 2.397 N
- 3. E = 485571 N/C
- 4. x = 27.85 cm
- 5. q = 120.4 nC
- 6. F = 169.2 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。