2021年09月09日

高校物理「電気」天井からつるされた小球にはたらく静電気力と電荷A

高校物理「電気」天井からつるされた小球にはたらく静電気力と電荷A

◆問題

質量2.0gの小球Aを天井から軽い糸でつるし、ある電荷を与えた。この小球Aに、1.0×10−6Cの正電荷を持つ小球Bを、常に小球Aと同じ高さで左から水平距離0.30mまで近づけると、糸は右に傾いて小球Aは静止した。このとき、糸と鉛直方向のなす角は45°であった。
重力加速度の大きさを9.8m/s2,クーロンの法則の比例定数を9.0×10N・m2/C2とするとき、次の問いに答えよ。

(1) 小球A,Bの間にはたらく静電気力の大きさを求めよ。

(2) 小球Aがもつ電荷を求めよ。


この記事では(2)を解説します。


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◆解説

(1)から、小球A,Bの間にはたらく静電気力は1.96×10−2Nであることがわかりました。

小球Bのもつ電荷は1.0×10−6Cであり、A,B間の距離は0.30mもわかっています。

ならば、これらの値をクーロンの法則の式に代入すればOKですね!

F=k・q1q2/r^2で、k=9.0×10^9なので、

1.96×10−2=9.0×10・q1・1.0×10−6/(0.30)

これをq1について解くと、

q1=1.96×10−2・(0.30/9.0×10・1.0×10−6
 =1.96×10−2・0.090/9.0×10
 =1.96×10−2・10−5
 =1.96×10−7[C]

有効数字を2桁とすれば、求める電荷は、2.0×10−7[C]


この問題の最初に戻る→静電気力の大きさ


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posted by えま at 21:00| Comment(0) | 高校物理 | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする
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