+4 µC と +2 µC の点電荷が互いに 8 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.
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 = +4 µCq2 = +2 µCF = 8 N
r = cm
2.やさしい
電子(電荷 −1.602 × 10⁻¹⁹ C、質量 9.109 × 10⁻³¹ kg)が 3300 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 = 3300 N/C|q| = 1.602 × 10⁻¹⁹ Cm = 9.109 × 10⁻³¹ kg
a = m/s²
3.ふつう
+1 µC と +10 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 = +10 µCd = 10 cm
x = cm
4.ふつう
+8 µC の電荷と −4 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 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 = −4 µCr1 = 15 cmr2 = 15 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 = 10 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 = 10 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 = 10 µCq3 = 10 µCr13 = 3 cmr23 = 6 cm
F = N
6.むずかしい
+2 µC と −2 µC の電荷が 12 cm 離れている。点 P は両者の中点から垂直二等分線上を 12 cm 離れた位置にある。P における電場の大きさ E を求めよ。 Use k = 8.99 × 10⁹ N·m²/C².
q1 = +2 µCq2 = −2 µCd = 12 cmh = 12 cm
E = N/C
解答
- 1. r = 9.482 cm
- 2. a = 5.804 × 10¹⁴ m/s²
- 3. x = 2.403 cm
- 4. E = 4.795 × 10⁶ N/C
- 5. F = 319.8 N
- 6. E = 893433 N/C
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