電場と電位・コンデンサーの問題
真空中で、点 A に電気量 の点電荷を、点 A から 離れた点 B に電気量 の点電荷を置いた。2 つの点電荷の間にはたらく静電気力の大きさは何 N か。真空中のクーロンの法則の比例定数を とし、有効数字 2 桁で答えよ。
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
2 つの点電荷の間の静電気力なので、クーロンの法則 を使います。大きさを求めるので電気量は絶対値で考えます。
ヒント 2
に、、 を代入します。
ヒント 3
、 なので、 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います。2 つの点電荷の電気量を , 、距離を とすると、静電気力の大きさ は
です。大きさを求めるので、電気量は絶対値で代入します。
与えられた値は 、、、 です。
まず電気量の積は
距離の 2 乗は
よって
なお、2 つの電気量は正と負で符号が異なる(異符号)ので、この力は互いに引き合う引力です。
答え:
別解
クーロンの法則より、静電気力の大きさは 。
分子:
分母:
検算: N/C、これに C を掛けると N。電荷の符号が異なるので引力である。