電子(電荷 −1.602 × 10⁻¹⁹ C、質量 9.109 × 10⁻³¹ kg)が 1500 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。
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
E = 1500 N/C|q| = 1.602 × 10⁻¹⁹ Cm = 9.109 × 10⁻³¹ kg
a = m/s²
2.やさしい
+5 µC の点電荷から 10 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.
q = +5 µCr = 10 cm
E = N/C
3.ふつう
2 つの同じ小さな金属球が +3 µC と −6 µC の電荷をもっている。両者を接触させてから 30 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 = +3 µCq2 = −6 µCr = 30 cm
F = N
4.ふつう
3 つの点電荷が一直線上にある:左に −3 µC、そこから 40 cm 右に +10 µC、その間で左の電荷から 30 cm の位置に −3 µC。中央の電荷に働く電気力の合力の大きさ F を求めよ。 Use k = 8.99 × 10⁹ N·m²/C².
qL = −3 µCqR = +10 µCqM = −3 µCrL = 30 cmrR = 10 cm
F = N
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 = 1 µC は直角の頂点に、q₁ = 2 µC はそこから一方の辺に沿って 8 cm の位置に、q₂ = 3 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 = 2 µCq2 = 3 µCq3 = 1 µCr13 = 8 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 = 4 µC は直角の頂点に、q₁ = 3 µC はそこから一方の辺に沿って 8 cm の位置に、q₂ = 5 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 = 3 µCq2 = 5 µCq3 = 4 µCr13 = 8 cmr23 = 6 cm
F = N
解答
- 1. a = 2.638 × 10¹⁴ m/s²
- 2. E = 4.495 × 10⁶ N/C
- 3. F = 0.2248 N
- 4. F = 27.87 N
- 5. F = 3.894 N
- 6. F = 52.71 N
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