−8 µC と −10 µC の 2 つの点電荷が 2 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 = −8 µCq2 = −10 µCr = 2 cm
F = N
2.やさしい
+1 µC と +1 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.
q1 = +1 µCq2 = +1 µCF = 1 N
r = cm
3.ふつう
2 つの同じ小さな金属球が −4 µC と −3 µC の電荷をもっている。両者を接触させてから 5 cm 離して置く。このときの両者の間の力の大きさ F を求めよ。 Use k = 8.99 × 10⁹ N·m²/C².
q1 = −4 µCq2 = −3 µCr = 5 cm
F = N
4.ふつう
+5 µC の電荷と +6 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 30 cm の位置にある。P での電場の大きさ E を求めよ。
q1 = +5 µCq2 = +6 µCr1 = 30 cmr2 = 20 cm
E = N/C
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 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 15° 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 = 50 cmθ = 15°g = 9.81 m/s²
q = nC
6.むずかしい
それぞれ質量 5 g の 2 つの同じ小球が、長さ 30 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 12° 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 = 30 cmθ = 12°g = 9.81 m/s²
q = nC
解答
- 1. F = 1798 N
- 2. r = 9.482 cm
- 3. F = 44.05 N
- 4. E = 849056 N/C
- 5. q = 312.9 nC
- 6. q = 134.3 nC
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