−5 µC の点電荷から 15 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.
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
q = −5 µCr = 15 cm
E = N/C
2.やさしい
+8 µC と +3 µC の点電荷が互いに 2 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.
q1 = +8 µCq2 = +3 µCF = 2 N
r = cm
3.ふつう
+1 µC の電荷と +4 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 36 cm の位置にある。P での電場の大きさ E を求めよ。
q1 = +1 µCq2 = +4 µCr1 = 36 cmr2 = 24 cm
E = N/C
4.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 +1 µC、その間で左の電荷から 15 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 = +1 µCqM = −5 µCrL = 15 cmrR = 5 cm
F = N
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 = 2 µC は直角の頂点に、q₁ = 5 µC はそこから一方の辺に沿って 4 cm の位置に、q₂ = 1 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 = 5 µCq2 = 1 µCq3 = 2 µCr13 = 4 cmr23 = 6 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 20 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 = 3 gL = 20 cmθ = 8°g = 9.81 m/s²
q = nC
解答
- 1. E = 1.998 × 10⁶ N/C
- 2. r = 32.85 cm
- 3. E = 554938 N/C
- 4. F = 37.96 N
- 5. F = 56.41 N
- 6. q = 37.76 nC
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