+6 µC の点電荷から 5 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.
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
q = +6 µCr = 5 cm
E = N/C
2.やさしい
2 つの点電荷が 10 N の力で反発し合っている。1 つ目の電荷を半分にし、電荷間の距離を4 倍にする。新しい力 F′ を求めよ。
F = 10 Nq₁′ = 0.5·q₁r′ = 4·r
F′ = N
3.ふつう
+3 µC の電荷と −8 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 16 cm の位置にある。P での電場の大きさ E を求めよ。
q1 = +3 µCq2 = −8 µCr1 = 16 cmr2 = 24 cm
E = N/C
4.ふつう
2 つの同じ小さな金属球が +2 µC と −1 µC の電荷をもっている。両者を接触させてから 50 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 = +2 µCq2 = −1 µCr = 50 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 = 3 µC は直角の頂点に、q₁ = 4 µC はそこから一方の辺に沿って 6 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 = 4 µCq2 = 4 µCq3 = 3 µCr13 = 6 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 = 1 µC は直角の頂点に、q₁ = 8 µC はそこから一方の辺に沿って 6 cm の位置に、q₂ = 10 µC はもう一方の辺に沿って 4 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 = 1 µCr13 = 6 cmr23 = 4 cm
F = N
解答
- 1. E = 2.158 × 10⁷ N/C
- 2. F′ = 0.3125 N
- 3. E = 2.302 × 10⁶ N/C
- 4. F = 0.00899 N
- 5. F = 31.85 N
- 6. F = 59.63 N
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