−100 nC の点電荷から 40 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 = −100 nCr = 40 cm
E = N/C
2.やさしい
−8 µC と +1 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。
q1 = −8 µCq2 = +1 µCr = 2 cm
F = N
3.ふつう
+10 µC の電荷と +8 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 = +10 µCq2 = +8 µCr1 = 18 cmr2 = 12 cm
E = N/C
4.ふつう
+1 µC と +6 µC の電荷が 10 cm 離れている。両者を結ぶ線上で、+1 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 = +1 µCq2 = +6 µCd = 10 cm
x = cm
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 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 20° 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 = 100 cmθ = 20°g = 9.81 m/s²
q = nC
6.むずかしい
それぞれ質量 10 g の 2 つの同じ小球が、長さ 20 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 10° 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 = 10 gL = 20 cmθ = 10°g = 9.81 m/s²
q = nC
解答
- 1. E = 5619 N/C
- 2. F = 179.8 N
- 3. E = 2.22 × 10⁶ N/C
- 4. x = 2.899 cm
- 5. q = 746.7 nC
- 6. q = 96.35 nC
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