- クーロンの法則問題① 正三角形の頂点上における3つの電荷に働く力
- クーロンの法則② 水平線上に配置した3つの電荷に働く力
問題①
真空中において、正三角形の各頂点に正電荷を置いたときに電荷QCに働く力F[N]と向きを求めよ
解説
電荷Cが、電荷A,Bから受けるそれぞれの力をベクトルで記し、合成することで解を求めます。
①電荷Aに対して働く反発力（斥力）を求め図に書き込む
②電荷Bに対して同様に図に書き込む
③それぞれのベクトルを合成し力の大きさと方向を示す
① 電荷Aに対して働く反発力（斥力）を求め図に書き込む
② 電荷Bに対して働く反発力（斥力）を求め図に書き込む
③それぞれのベクトルを合成し力の大きさと方向を示す
問題②
図のように真空中の直線上に同じ間隔ｒ[m]をおいて、Qa,Qb,Qcの電荷を置く。これらの電荷に働く値からがすべて0となるQb[C]、Qc［C］を求めよ。
解説
QbにはQaとQcの力が均一に掛かり距離も同じなので、Qc［C］が容易に導ける。Qcがわかれば、Fac＝FabよりQb［C］を求めることができる
①Qbに働く力Fab[N]＝Fcb[N]である事より、Qc[C]を求める
②Qaに働くFab［N］＝Fac[N]になるQb［C］を求める
①Qbに働く力Fab[N]＝Fcb[N]である事より、Qc[C]を求める
Fab=Fbc より Qa＝Qc ということがわかる。
よって、 Qa＝ Qc＝ 6×10⁻⁶[C] となる
②Qaに働くFabーFac＝０の時のQb[C]を求める
Fab,Facをそれぞれ求める Facは距離が2倍なので注意する
Fac = Fab よりQbを求める
Qbは符号が逆なので、 －1.5×10⁻⁶[C]となる
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