+1 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 = +1 µCq2 = +6 µCr = 15 cm
F = N
2.やさしい
+6 µC と −8 µC の 2 つの点電荷が 5 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 = +6 µCq2 = −8 µCr = 5 cm
F = N
3.ふつう
3 つの点電荷が一直線上にある:左に −1 µC、そこから 30 cm 右に +1 µC、その間で左の電荷から 22.5 cm の位置に −5 µC。中央の電荷に働く電気力の合力の大きさ F を求めよ。 Use k = 8.99 × 10⁹ N·m²/C².
qL = −1 µCqR = +1 µCqM = −5 µCrL = 22.5 cmrR = 7.5 cm
F = N
4.ふつう
+8 µC の電荷と −4 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 12 cm の位置にある。P での電場の大きさ E を求めよ。
q1 = +8 µCq2 = −4 µCr1 = 12 cmr2 = 8 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 = 1 µC は直角の頂点に、q₁ = 5 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 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 = 5 µCq2 = 5 µCq3 = 1 µCr13 = 5 cmr23 = 3 cm
F = N
6.むずかしい
それぞれ質量 1 g の 2 つの同じ小球が、長さ 40 cm の絶縁性の糸で同じ点からつり下げられている。等しい電荷を与えると、各糸は鉛直から 8° の位置で静止する。g = 9.81 m/s² とする。各球の電荷 q を nC で求めよ。 Use k = 8.99 × 10⁹ N·m²/C².
m = 1 gL = 40 cmθ = 8°g = 9.81 m/s²
q = nC
解答
- 1. F = 2.397 N
- 2. F = 172.6 N
- 3. F = 8.879 N
- 4. E = 1.061 × 10⁷ N/C
- 5. F = 53.08 N
- 6. q = 43.6 nC
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。