陽子(電荷 1.602 × 10⁻¹⁹ C、質量 1.673 × 10⁻²⁷ kg)が 4000 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 = 4000 N/C|q| = 1.602 × 10⁻¹⁹ Cm = 1.673 × 10⁻²⁷ kg
a = m/s²
2.やさしい
−2 µC と −3 µC の 2 つの点電荷が 8 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。
q1 = −2 µCq2 = −3 µCr = 8 cm
F = N
3.ふつう
+6 µC の電荷と +1 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 10 cm の位置にある。P での電場の大きさ E を求めよ。
q1 = +6 µCq2 = +1 µCr1 = 10 cmr2 = 30 cm
E = N/C
4.ふつう
+1 µC の電荷と +3 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 10 cm の位置にある。P での電場の大きさ E を求めよ。
q1 = +1 µCq2 = +3 µCr1 = 10 cmr2 = 30 cm
E = N/C
5.むずかしい
+10 µC と +10 µC の電荷が 20 cm 離れている。点 P は両者の中点から垂直二等分線上を 5 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 = +10 µCq2 = +10 µCd = 20 cmh = 5 cm
E = N/C
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 = 10 µC は直角の頂点に、q₁ = 8 µC はそこから一方の辺に沿って 5 cm の位置に、q₂ = 4 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 = 8 µCq2 = 4 µCq3 = 10 µCr13 = 5 cmr23 = 3 cm
F = N
解答
- 1. a = 3.83 × 10¹¹ m/s²
- 2. F = 8.428 N
- 3. E = 5.294 × 10⁶ N/C
- 4. E = 599333 N/C
- 5. E = 6.433 × 10⁶ N/C
- 6. F = 492.3 N
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