+3 µC と +2 µC の 2 つの点電荷が 30 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 = +3 µCq2 = +2 µCr = 30 cm
F = N
2.やさしい
+2 µC と +5 µC の 2 つの点電荷が 2 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 = +5 µCr = 2 cm
F = N
3.ふつう
+1 µC の電荷と −3 µC の電荷が 30 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 = +1 µCq2 = −3 µCr1 = 12 cmr2 = 18 cm
E = N/C
4.ふつう
2 つの同じ小さな金属球が −5 µC と +4 µC の電荷をもっている。両者を接触させてから 30 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 = +4 µCr = 30 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 = 10 µC は直角の頂点に、q₁ = 10 µC はそこから一方の辺に沿って 4 cm の位置に、q₂ = 3 µC はもう一方の辺に沿って 6 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 = 10 µCq2 = 3 µCq3 = 10 µCr13 = 4 cmr23 = 6 cm
F = N
6.むずかしい
それぞれ質量 8 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 = 8 gL = 40 cmθ = 8°g = 9.81 m/s²
q = nC
解答
- 1. F = 0.5993 N
- 2. F = 224.7 N
- 3. E = 1.457 × 10⁶ N/C
- 4. F = 0.02497 N
- 5. F = 566.8 N
- 6. q = 123.3 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。