+3 µC と +6 µC の 2 つの点電荷が 5 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 = +3 µCq2 = +6 µCr = 5 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 つ目の電荷を半分にし、電荷間の距離を4 倍にする。新しい力 F′ を求めよ。
F = 34 Nq₁′ = 0.5·q₁r′ = 4·r
F′ = N
3.ふつう
+3 µC と +6 µC の電荷が 40 cm 離れている。両者を結ぶ線上で、+3 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 = +3 µCq2 = +6 µCd = 40 cm
x = cm
4.ふつう
+4 µC と +1 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 = +1 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 = 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 6 cm の位置に、q₂ = 10 µC はもう一方の辺に沿って 3 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 = 10 µCq3 = 5 µCr13 = 6 cmr23 = 3 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 10 cm の位置に、q₂ = 6 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 = 6 µCq3 = 6 µCr13 = 10 cmr23 = 5 cm
F = N
解答
- 1. F = 64.73 N
- 2. F′ = 1.063 N
- 3. x = 16.57 cm
- 4. x = 26.67 cm
- 5. F = 500.8 N
- 6. F = 131.2 N
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