1.やさしい
2 つの点電荷が 10 N の力で反発し合っている。1 つ目の電荷を2 倍にし、電荷間の距離を半分にする。新しい力 F′ を求めよ。
F = 10 Nq₁′ = 2·q₁r′ = 0.5·r
F′ = N
解答つきクーロンの法則と電場ワークシート
2.やさしい
−5 µC と +5 µC の 2 つの点電荷が 8 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 = −5 µCq2 = +5 µCr = 8 cm
F = N
3.ふつう
2 つの同じ小さな金属球が +6 µC と +10 µC の電荷をもっている。両者を接触させてから 20 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 = +6 µCq2 = +10 µCr = 20 cm
F = N
4.ふつう
+8 µC の電荷と +8 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 12.5 cm の位置にある。P での電場の大きさ E を求めよ。
q1 = +8 µCq2 = +8 µCr1 = 12.5 cmr2 = 37.5 cm
E = N/C
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 = 1 µC はそこから一方の辺に沿って 3 cm の位置に、q₂ = 2 µC はもう一方の辺に沿って 10 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 = 1 µCq2 = 2 µCq3 = 5 µCr13 = 3 cmr23 = 10 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 = 5 µC は直角の頂点に、q₁ = 2 µC はそこから一方の辺に沿って 3 cm の位置に、q₂ = 4 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 = 2 µCq2 = 4 µCq3 = 5 µCr13 = 3 cmr23 = 6 cm
F = N
解答
- 1. F′ = 80 N
- 2. F = 35.12 N
- 3. F = 14.38 N
- 4. E = 4.091 × 10⁶ N/C
- 5. F = 50.75 N
- 6. F = 111.7 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。