−2 µC と −6 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 = −2 µCq2 = −6 µCr = 15 cm
F = N
2.やさしい
−10 nC の点電荷から 30 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 = −10 nCr = 30 cm
E = N/C
3.ふつう
2 つの同じ小さな金属球が +3 µC と −5 µC の電荷をもっている。両者を接触させてから 15 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 = −5 µCr = 15 cm
F = N
4.ふつう
+8 µC の電荷と +2 µC の電荷が 20 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 15 cm の位置にある。P での電場の大きさ E を求めよ。
q1 = +8 µCq2 = +2 µCr1 = 15 cmr2 = 5 cm
E = N/C
5.むずかしい
電子が 2 × 10⁷ m/s で、2 枚の平行な極板の間の一様な電場に極板と平行に入射する。極板の長さは 5 cm、極板間の電場は 3600 N/C である。電子の電荷は 1.602 × 10⁻¹⁹ C、質量は 9.109 × 10⁻³¹ kg とし、重力は無視する。極板を出るとき、電子は横方向にどれだけ y 偏向しているか。答えは mm で求めよ。
v₀ = 2 × 10⁷ m/sL = 5 cmE = 3600 N/Ce = 1.602 × 10⁻¹⁹ Cme = 9.109 × 10⁻³¹ kg
y = mm
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 = 1 µC はそこから一方の辺に沿って 5 cm の位置に、q₂ = 5 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 = 1 µCq2 = 5 µCq3 = 4 µCr13 = 5 cmr23 = 4 cm
F = N
解答
- 1. F = 4.795 N
- 2. E = 998.9 N/C
- 3. F = 0.3996 N
- 4. E = 3.996 × 10⁶ N/C
- 5. y = 1.979 mm
- 6. F = 113.3 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。