−4 µC と −3 µC の 2 つの点電荷が 20 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 = −4 µCq2 = −3 µCr = 20 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 1100 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 = 1100 N/C|q| = 1.602 × 10⁻¹⁹ Cm = 9.109 × 10⁻³¹ kg
a = m/s²
3.ふつう
+8 µC と +2 µC の電荷が 100 cm 離れている。両者を結ぶ線上で、+8 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 = +8 µCq2 = +2 µCd = 100 cm
x = cm
4.ふつう
+5 µC の電荷と +4 µC の電荷が 40 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 30 cm の位置にある。P での電場の大きさ E を求めよ。
q1 = +5 µCq2 = +4 µCr1 = 30 cmr2 = 10 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 = 4 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 = 3 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 = 3 µCq3 = 4 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 4 cm の位置に、q₂ = 4 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 = 8 µCq2 = 4 µCq3 = 4 µCr13 = 4 cmr23 = 10 cm
F = N
解答
- 1. F = 2.697 N
- 2. a = 1.935 × 10¹⁴ m/s²
- 3. x = 66.67 cm
- 4. E = 3.097 × 10⁶ N/C
- 5. F = 165.5 N
- 6. F = 180.4 N
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