+6 µC と +5 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。
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 = 4 cm
F = N
2.やさしい
+10 µC と +10 µC の 2 つの点電荷が 30 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 = +10 µCr = 30 cm
F = N
3.ふつう
+1 µC の電荷と −6 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 = +1 µCq2 = −6 µCr1 = 5 cmr2 = 5 cm
E = N/C
4.ふつう
+2 µC の電荷と −8 µC の電荷が 60 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 15 cm の位置にある。P での電場の大きさ E を求めよ。
q1 = +2 µCq2 = −8 µCr1 = 15 cmr2 = 45 cm
E = N/C
5.むずかしい
それぞれ質量 10 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 8° 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 = 10 gL = 60 cmθ = 8°g = 9.81 m/s²
q = nC
6.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 = 5 µC は直角の頂点に、q₁ = 4 µC はそこから一方の辺に沿って 5 cm の位置に、q₂ = 10 µC はもう一方の辺に沿って 6 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 = 4 µCq2 = 10 µCq3 = 5 µCr13 = 5 cmr23 = 6 cm
F = N
解答
- 1. F = 168.6 N
- 2. F = 9.989 N
- 3. E = 2.517 × 10⁷ N/C
- 4. E = 1.154 × 10⁶ N/C
- 5. q = 206.8 nC
- 6. F = 144.1 N
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。