+2 µC と −8 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。
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 = +2 µCq2 = −8 µCr = 15 cm
F = N
2.やさしい
電子(電荷 −1.602 × 10⁻¹⁹ C、質量 9.109 × 10⁻³¹ kg)が 2300 N/C の一様な電場の中にある。 重力を無視して、その加速度の大きさ a を求めよ。
E = 2300 N/C|q| = 1.602 × 10⁻¹⁹ Cm = 9.109 × 10⁻³¹ kg
a = m/s²
3.ふつう
+8 µC の電荷と −1 µC の電荷が 20 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 15 cm の位置にある。P での電場の大きさ E を求めよ。
q1 = +8 µCq2 = −1 µCr1 = 15 cmr2 = 5 cm
E = N/C
4.ふつう
+3 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 12 cm の位置にある。P での電場の大きさ E を求めよ。
q1 = +3 µCq2 = −8 µCr1 = 12 cmr2 = 18 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 = 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 = 1 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 = 4 µCq2 = 1 µCq3 = 6 µCr13 = 10 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 = 3 µC は直角の頂点に、q₁ = 6 µC はそこから一方の辺に沿って 8 cm の位置に、q₂ = 6 µC はもう一方の辺に沿って 8 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 = 6 µCq2 = 6 µCq3 = 3 µCr13 = 8 cmr23 = 8 cm
F = N
解答
- 1. F = 6.393 N
- 2. a = 4.045 × 10¹⁴ m/s²
- 3. E = 6.792 × 10⁶ N/C
- 4. E = 4.093 × 10⁶ N/C
- 5. F = 63.7 N
- 6. F = 35.76 N
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