−6 µC と +5 µC の 2 つの点電荷が 15 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 = −6 µCq2 = +5 µCr = 15 cm
F = N
2.やさしい
−4 µC と −2 µC の 2 つの点電荷が 4 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 = −4 µCq2 = −2 µCr = 4 cm
F = N
3.ふつう
+6 µC の電荷と +4 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 = +4 µCr1 = 12.5 cmr2 = 37.5 cm
E = N/C
4.ふつう
+3 µC の電荷と −10 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 = −10 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 = 4 µC は直角の頂点に、q₁ = 2 µC はそこから一方の辺に沿って 4 cm の位置に、q₂ = 5 µC はもう一方の辺に沿って 8 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 = 2 µCq2 = 5 µCq3 = 4 µCr13 = 4 cmr23 = 8 cm
F = N
6.むずかしい
電子が 1.5 × 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 10 cm、極板間の電場は 800 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 = 1.5 × 10⁷ m/sL = 10 cmE = 800 N/Ce = 1.602 × 10⁻¹⁹ Cme = 9.109 × 10⁻³¹ kg
y = mm
解答
- 1. F = 11.99 N
- 2. F = 44.95 N
- 3. E = 3.196 × 10⁶ N/C
- 4. E = 2.547 × 10⁶ N/C
- 5. F = 53.01 N
- 6. y = 3.127 mm
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。