+8 µC と −10 µC の 2 つの点電荷が 8 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 = −10 µCr = 8 cm
F = N
2.やさしい
−20 nC の点電荷から 5 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 = −20 nCr = 5 cm
E = N/C
3.ふつう
+10 µC の電荷と +1 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 18 cm の位置にある。P での電場の大きさ E を求めよ。
q1 = +10 µCq2 = +1 µCr1 = 18 cmr2 = 12 cm
E = N/C
4.ふつう
2 つの同じ小さな金属球が +6 µC と +2 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 = +6 µCq2 = +2 µCr = 30 cm
F = N
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 20 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。 Use k = 8.99 × 10⁹ N·m²/C².
m = 8 gL = 20 cmθ = 10°g = 9.81 m/s²
q = nC
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 = 5 µC はそこから一方の辺に沿って 5 cm の位置に、q₂ = 2 µC はもう一方の辺に沿って 5 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 = 2 µCq3 = 2 µCr13 = 5 cmr23 = 5 cm
F = N
解答
- 1. F = 112.4 N
- 2. E = 71920 N/C
- 3. E = 2.15 × 10⁶ N/C
- 4. F = 1.598 N
- 5. q = 86.18 nC
- 6. F = 38.73 N
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。