−8 µC と +10 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。
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 = 2 cm
F = N
2.やさしい
−2 µC と −6 µC の 2 つの点電荷が 10 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 = −6 µCr = 10 cm
F = N
3.ふつう
3 つの点電荷が一直線上にある:左に −4 µC、そこから 30 cm 右に +1 µC、その間で左の電荷から 22.5 cm の位置に −8 µC。中央の電荷に働く電気力の合力の大きさ F を求めよ。 k = 8.99 × 10⁹ N·m²/C² を使いなさい。
qL = −4 µCqR = +1 µCqM = −8 µCrL = 22.5 cmrR = 7.5 cm
F = N
4.ふつう
+4 µC と +3 µC の電荷が 50 cm 離れている。両者を結ぶ線上で、+4 µC の電荷からどれだけの距離 x の点で電場が 0 になるか。
q1 = +4 µCq2 = +3 µCd = 50 cm
x = cm
5.むずかしい
+1 µC と +1 µC の電荷が 20 cm 離れている。点 P は両者の中点から垂直二等分線上を 5 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。 k = 8.99 × 10⁹ N·m²/C² を使いなさい。
q1 = +1 µCq2 = +1 µCd = 20 cmh = 5 cm
E = N/C
6.むずかしい
それぞれ質量 2 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 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。 k = 8.99 × 10⁹ N·m²/C² を使いなさい。
m = 2 gL = 60 cmθ = 20°g = 9.81 m/s²
q = nC
解答
- 1. F = 1798 N
- 2. F = 10.79 N
- 3. F = 18.47 N
- 4. x = 26.79 cm
- 5. E = 643272 N/C
- 6. q = 365.8 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。