電子(電荷 −1.602 × 10⁻¹⁹ C、質量 9.109 × 10⁻³¹ kg)が 4200 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。
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
E = 4200 N/C|q| = 1.602 × 10⁻¹⁹ Cm = 9.109 × 10⁻³¹ kg
a = m/s²
2.やさしい
−10 µC の点電荷から 40 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 µCr = 40 cm
E = N/C
3.ふつう
+6 µC の電荷と −2 µC の電荷が 50 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 12.5 cm の位置にある。P での電場の大きさ E を求めよ。
q1 = +6 µCq2 = −2 µCr1 = 12.5 cmr2 = 37.5 cm
E = N/C
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 5 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 = 5 cmr2 = 15 cm
E = N/C
5.むずかしい
+4 µC と +4 µC の電荷が 16 cm 離れている。点 P は両者の中点から垂直二等分線上を 6 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 = +4 µCq2 = +4 µCd = 16 cmh = 6 cm
E = N/C
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 = 2 µC は直角の頂点に、q₁ = 10 µC はそこから一方の辺に沿って 8 cm の位置に、q₂ = 1 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 = 10 µCq2 = 1 µCq3 = 2 µCr13 = 8 cmr23 = 10 cm
F = N
解答
- 1. a = 7.387 × 10¹⁴ m/s²
- 2. E = 561875 N/C
- 3. E = 3.58 × 10⁶ N/C
- 4. E = 3.037 × 10⁷ N/C
- 5. E = 4.315 × 10⁶ N/C
- 6. F = 28.15 N
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