−1 µC と +4 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。
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 = −1 µCq2 = +4 µCr = 10 cm
F = N
2.やさしい
−10 µC と −5 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。
q1 = −10 µCq2 = −5 µCr = 20 cm
F = N
3.ふつう
3 つの点電荷が一直線上にある:左に +10 µC、そこから 20 cm 右に +10 µC、その間で左の電荷から 5 cm の位置に +5 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 = +10 µCqR = +10 µCqM = +5 µCrL = 5 cmrR = 15 cm
F = N
4.ふつう
+8 µC と +2 µC の電荷が 50 cm 離れている。両者を結ぶ線上で、+8 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 = +8 µCq2 = +2 µCd = 50 cm
x = cm
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 = 5 µC はそこから一方の辺に沿って 10 cm の位置に、q₂ = 4 µC はもう一方の辺に沿って 10 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 = 4 µCq3 = 10 µCr13 = 10 cmr23 = 10 cm
F = N
6.むずかしい
それぞれ質量 3 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 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 = 3 gL = 100 cmθ = 10°g = 9.81 m/s²
q = nC
解答
- 1. F = 3.596 N
- 2. F = 11.24 N
- 3. F = 159.8 N
- 4. x = 33.33 cm
- 5. F = 57.56 N
- 6. q = 263.9 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。