ブログ 72 クーロン力 を ウーロン茶 と考えてみる

H30 Q1, p.97

 

クーロン力 を ウーロン茶 と考えてみる」

何故に? と言われると。。ゴロが良いから。。。だけ

ウーロン茶くらい身近に感じる。。って事です。

 

図のように、真空中に、一直線上に等間隔r(m)で、4Q、-3Q、Qの点電荷があるとき、Qの点電荷に働く静電力F(N)を表すしきとして、正しいものはどれか。

ただし真空の誘電率をε0(F/m)とし、右向きの力を正とする。

  1. F= Q^2/4πε0r
  2. F= - Q^2/4πε0r
  3. F= Q^2/2πε0r^2
  4. F= - Q^2/2πε0r^2

まず基本の考えは f:id:tetsuya-lets-go-easy:20200518133132p:plain

  • 同種の電荷は反発力、異種の電荷は吸引力
  • Qの点電荷は掛け算でしたね 4Q x Q と -3Q x Q  
  • 距離の2乗に反比例になる (2r)^2 と r^2

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クーロン力

つまりこれですよね。 k は比例定数です。

とりあえず、この計算をしましょう。

すると

F= k (4Q^2/(2r)^2 +(-3Q^2)/r^2)

F= k (- 2Q^2 / r^2)   ----①

と計算できますよね。

 

その後に k の比例定数を入れて計算しましょう。

真空時の k は

k = 1/ 4πε0 ----②

 

①に②を代入して計算すると。。

F = - Q^2/2πε0r^2

よって答えは 選択肢4

分かりにくいかも知れませんが、マイナスですので左方面へ力が働いているようです。

 

参考にしたリンクはこちらです。

クーロンの法則 - Wikipedia