Question

ヒヨコ！

⑶の静電気力の向きですが、なぜ負電荷は電場と逆向きに静電気力が働くのでしょうか？
教科書にある図を見てもよくわかりませんでした。

436. クーロンの法則
直線上で1.00mはなれた2点に,
ともに -1.6×10-C の負電荷をもつ小さな導体球A,B
が固定されている。 クーロンの法則の比例定数を9.0×10°
N･m²/C2 として,次の各問に答えよ。
開館
(1) AとBの間にはたらく静電気力の大きさを求めよ。
(2) A, B によってできる, Aから0.40mはなれた点Cでの電場の強さと向きを求めよ。
点CにA,Bと等量の負電荷をもつ小球を置いたとする。
(3) 点Cに置いた小球が受ける静電気力の大きさと向きを求めよ。
0.40m
C
-1.00m-
B
例題55

436. クーロンの法則
■解答 (123×10 (2) 50N/C, B→Aの向き
N
(3) 8.0×10-N, ABの向き
針 A,Bの電荷が, それぞれ点Cにつくる電場をベクトルとして
求め、それらを合成する。 (3)では,F=qFの関係式を用いる。 g<0
なので,下と は互いに逆向きである。
解説(1) 静電気力の大きさをFとすると, 静電気力に関するクー
ロンの法則から,
F=k 9192
re
= 9.0×10°×
= 2.30×10-N
2.3×10-N
(2) A,Bの電荷が点Cにつくる電場を EA,
A
とする(図)。 それぞれの電場の強さEA, -
EB を計算すると,
EA = 9.0×10°×
(1.6×10-)×(1.6×10-)
1.002
1.6×10-9
0.402
1.6×10-9
0.602
E=EA-EB=50N/C
(3) 静電気力の大きさ F' は,
Ep=9.0×10°×
合成電場をEとすると, その強さEは,
B→Aの向き
C
EN
= 90N/C BAの向き
= 40 N/C A→Bの向き
F'=qE=(1.6×10-) ×50=8.0×10-N
負電荷は電場と逆向きに力を受けるので,静電気力はA→Bの向き
B
o
F=k- 9192
p²
の式では,
力の大きさを求めており
Q1, 92 には電気量の大き
さを代入している。
電場の強さは,
Ek comの式を用いて
計算している。
●合成電場の強さEを求
めるには,大きいEAか
ら小さいEBを引く。 向
きは,大きいと同じ
向きとなる。