電場と電位・コンデンサーの問題
真空中で、点電荷 A と点電荷 B を 離して置く。A の電気量は 、B の電気量は である。真空中のクーロンの法則の比例定数を とする。A と B の間にはたらく静電気力の大きさは何 N か。有効数字 2 桁で求めよ。
この問題で使うもの
- クーロンの法則(説明と入口の問題)
この問題を解けるようになるまで(5 技能)
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ヒント
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ヒント 1
クーロンの法則 を使って、静電気力の大きさを求めます。
ヒント 2
大きさを求めるので、電気量は絶対値 と を使い、距離 を 2 乗します。
ヒント 3
電気量の積は 、 です。あとは を計算します。
答えと解説
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解説を読む
クーロンの法則を使う。電気量 , の 2 つの点電荷が距離 だけ離れているとき、はたらく静電気力の大きさは
である(大きさを求めるので、電気量の絶対値の積を使う)。
与えられた値は 、、、 である。
まず電気量の積は
距離の 2 乗は
よって
なお、A は正、B は負で異符号の電荷なので、この力は引力であり、A は B の向きに、B は A の向きに引かれる。
答え:
別解
クーロンの法則より、静電気力の大きさは である。
代入すると
分子:
分母:
なので、
N
検算: 、これを で割ると 。
A は正、B は負の電荷なので力は引力であるが、問われているのは大きさだけなので N。