−2 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。
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 = −2 µCq2 = +8 µCr = 20 cm
F = N
2.やさしい
−6 µC と −10 µC の 2 つの点電荷が 3 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 = −6 µCq2 = −10 µCr = 3 cm
F = N
3.ふつう
+8 µC の電荷と −5 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 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 = −5 µCr1 = 5 cmr2 = 5 cm
E = N/C
4.ふつう
2 つの同じ小さな金属球が −6 µC と −8 µC の電荷をもっている。両者を接触させてから 5 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 = −8 µCr = 5 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 = 2 µC は直角の頂点に、q₁ = 3 µC はそこから一方の辺に沿って 6 cm の位置に、q₂ = 5 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 = 3 µCq2 = 5 µCq3 = 2 µCr13 = 6 cmr23 = 5 cm
F = N
6.むずかしい
それぞれ質量 1 g の 2 つの同じ小球が、長さ 100 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 20° 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 = 1 gL = 100 cmθ = 20°g = 9.81 m/s²
q = nC
解答
- 1. F = 3.596 N
- 2. F = 599.3 N
- 3. E = 4.675 × 10⁷ N/C
- 4. F = 176.2 N
- 5. F = 38.96 N
- 6. q = 431.1 nC
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