+5 µC と −6 µC の点電荷が互いに 10 N の力を及ぼし合っている。それらはどれだけ離れているか r。答えは cm で求めよ。 Use k = 8.99 × 10⁹ N·m²/C².
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 = +5 µCq2 = −6 µCF = 10 N
r = cm
2.やさしい
−8 µC の点電荷から 30 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 = −8 µCr = 30 cm
E = N/C
3.ふつう
3 つの点電荷が一直線上にある:左に +2 µC、そこから 10 cm 右に −8 µC、その間で左の電荷から 5 cm の位置に −2 µC。中央の電荷に働く電気力の合力の大きさ F を求めよ。 Use k = 8.99 × 10⁹ N·m²/C².
qL = +2 µCqR = −8 µCqM = −2 µCrL = 5 cmrR = 5 cm
F = N
4.ふつう
+3 µC の電荷と +3 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 30 cm の位置にある。P での電場の大きさ E を求めよ。
q1 = +3 µCq2 = +3 µCr1 = 30 cmr2 = 20 cm
E = N/C
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 = 10 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 = 8 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 = 8 µCq3 = 10 µCr13 = 6 cmr23 = 5 cm
F = N
6.むずかしい
電子が 2 × 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 8 cm、極板間の電場は 1800 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 × 10⁷ m/sL = 8 cmE = 1800 N/Ce = 1.602 × 10⁻¹⁹ Cme = 9.109 × 10⁻³¹ kg
y = mm
解答
- 1. r = 16.42 cm
- 2. E = 799111 N/C
- 3. F = 71.92 N
- 4. E = 374583 N/C
- 5. F = 297.3 N
- 6. y = 2.533 mm
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