+6 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 = +6 µCq2 = −8 µCr = 15 cm
F = N
2.やさしい
2 つの点電荷が 52 N の力で反発し合っている。1 つ目の電荷を4 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 = 52 Nq₁′ = 4·q₁r′ = 0.5·r
F′ = N
3.ふつう
+4 µC の電荷と −10 µC の電荷が 10 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 6 cm の位置にある。P での電場の大きさ E を求めよ。
q1 = +4 µCq2 = −10 µCr1 = 6 cmr2 = 4 cm
E = N/C
4.ふつう
+4 µC の電荷と +10 µC の電荷が 10 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 7.5 cm の位置にある。P での電場の大きさ E を求めよ。
q1 = +4 µCq2 = +10 µCr1 = 7.5 cmr2 = 2.5 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 = 4 µC はそこから一方の辺に沿って 3 cm の位置に、q₂ = 8 µC はもう一方の辺に沿って 5 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 = 8 µCq3 = 5 µCr13 = 3 cmr23 = 5 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 = 8 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 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 = 8 µCq2 = 10 µCq3 = 4 µCr13 = 3 cmr23 = 8 cm
F = N
解答
- 1. F = 19.18 N
- 2. F′ = 832 N
- 3. E = 6.618 × 10⁷ N/C
- 4. E = 1.374 × 10⁸ N/C
- 5. F = 246.2 N
- 6. F = 324.5 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。