2 つの点電荷が 50 N の力で反発し合っている。1 つ目の電荷を3 倍にし、電荷間の距離を2 倍にする。新しい力 F′ 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
F = 50 Nq₁′ = 3·q₁r′ = 2·r
F′ = N
2.やさしい
陽子(電荷 1.602 × 10⁻¹⁹ C、質量 1.673 × 10⁻²⁷ kg)が 3900 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 = 3900 N/C|q| = 1.602 × 10⁻¹⁹ Cm = 1.673 × 10⁻²⁷ kg
a = m/s²
3.ふつう
+4 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 20 cm の位置にある。P での電場の大きさ E を求めよ。
q1 = +4 µCq2 = +8 µCr1 = 20 cmr2 = 20 cm
E = N/C
4.ふつう
2 つの同じ小さな金属球が −5 µC と −6 µC の電荷をもっている。両者を接触させてから 10 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 = −5 µCq2 = −6 µCr = 10 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 = 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 = 5 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 = 5 µCq3 = 4 µCr13 = 4 cmr23 = 10 cm
F = N
6.むずかしい
+2 µC と −2 µC の電荷が 12 cm 離れている。点 P は両者の中点から垂直二等分線上を 3 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 = +2 µCq2 = −2 µCd = 12 cmh = 3 cm
E = N/C
解答
- 1. F′ = 37.5 N
- 2. a = 3.734 × 10¹¹ m/s²
- 3. E = 899000 N/C
- 4. F = 27.19 N
- 5. F = 180.7 N
- 6. E = 7.147 × 10⁶ N/C
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