電磁気

【演習】クーロンの法則

物理【電磁気】第2講『クーロンの法則』の講義内容に関連する演習問題です。 講義編を未読の方は問題を解く前にご一読ください。

クーロンの法則クーロンの法則をマスターして,静電気力の向きだけでなく,大きさも求められるようになりましょう!...
Contents

問題

[Level.1]
2.0×10-6Cと−6.0×10-6Cに帯電したをもつ2つの小球が,0.20mだけ離して置かれている。 クーロン定数を9.0×109N・m2/C2として,この小球間にはたらく静電気力の大きさを求めよ。 また,この力は引力か斥力か。

[Level.2]
前問において,2つの小球を接触させた後,再び0.20mだけ離して置いた。 クーロン定数を9.0×109N・m2/C2として,小球間にはたらく静電気力の大きさを求めよ。 また,この力は引力か斥力か。

[Level.3]
不導体でできた糸に吊るした質量m[kg]の小球Aにq[C]の電気量を与える(q>0)。 これに−q[C]に帯電した小球Bを近づけたところ,糸は鉛直方向からθだけ傾き,AとBはr[m]まで接近して静止した(下図参照)。 重力加速度をg,クーロン定数をkとして,qm,r,θ,g,kを用いて表せ。

この下に答えを載せていますが,まずは自力で考えてみましょう。


答え

[Level.1]
2.7N,引力

[Level.2]
0.90N,斥力

[Level.3]
 q=r\sqrt{\frac{mg\tan \theta}{k}}

(※ 解説は現在準備中。)