−8 µC と +2 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。
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 = −8 µCq2 = +2 µCr = 5 cm
F = N
2.やさしい
−1 µC と +8 µC の 2 つの点電荷が 20 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 = −1 µCq2 = +8 µCr = 20 cm
F = N
3.ふつう
+5 µC の電荷と −4 µC の電荷が 10 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 4 cm の位置にある。P での電場の大きさ E を求めよ。
q1 = +5 µCq2 = −4 µCr1 = 4 cmr2 = 6 cm
E = N/C
4.ふつう
+4 µC の電荷と +3 µC の電荷が 60 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 36 cm の位置にある。P での電場の大きさ E を求めよ。
q1 = +4 µCq2 = +3 µCr1 = 36 cmr2 = 24 cm
E = N/C
5.むずかしい
それぞれ質量 8 g の 2 つの同じ小球が、長さ 60 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 10° 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。 k = 8.99 × 10⁹ N·m²/C² を使いなさい。
m = 8 gL = 60 cmθ = 10°g = 9.81 m/s²
q = nC
6.むずかしい
電子が 2.5 × 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 6 cm、極板間の電場は 2300 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 = 2.5 × 10⁷ m/sL = 6 cmE = 2300 N/Ce = 1.602 × 10⁻¹⁹ Cme = 9.109 × 10⁻³¹ kg
y = mm
解答
- 1. F = 57.54 N
- 2. F = 1.798 N
- 3. E = 3.808 × 10⁷ N/C
- 4. E = 190760 N/C
- 5. q = 258.5 nC
- 6. y = 1.165 mm
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。