Question

ひさか

（1）〜（3）について解答（2枚目の写真）の全ての符号が逆なのではないかと思うのですが、どうですか？

3枚目の写真のように電気力（電界）がする仕事にはマイナスがつくと思ったのですが、
解説には一度もマイナスが出てきていません。

コブゲー10060025

帳EE 還 侍界と電位 下図のような強き g【V/m)の一様な電界申で不電茶4(C)
(4>0) を次のように移動きせた。ただし, ABLBC で。 AB=g[m)とする。
(1) 点電荷を点から点Cじにまっすぐ移動きせたとき。    トー

電界のする仕事を求めよ。

 

する仕事を求めよ。
*Aを電位の基準としたとき, 』

 
 

センサー 99, 1009

医可の 2 の gg
衣融

(3) 一gg 【V)
) 電界から電荷が受けるの大きさ

人(NJは, 記=gg(N)

CAB=のとすると, 求める仕事

中加は,
2
Werpomroeg vm)

求める仕事を %]J)とすると。 中
AB 間の仕事 si]と。BC間
の仕事 xc(JJの和である。

Pa=太7 =2g2(有

 

 

cos9※
(②⑫

  

ec万cos90*xBC=0[])
ゆえに, =Pa+ Pc=ggg (7)
(3) 点Aから点Cに点電荷を移動き
せたときに電界がした仕事 (は,
玉=ーg4レ=ーg(共-愉)

これと, ②より,
gg2=ー9(共-)
ゆえに, 談=一gd 【V〕
問題の図の左側に正電梨, 図の右側に負
るとわかりやすい。

-(共-0)

園

14 電位差と仕事 7(C]の電荷を電位 〔V]の点A から Ia[VJの点B までゆっくり
と動かすのに必要な仕事 (は.

ニーW' = (ーY) =g4Y 4ニーV、 14 は電位差を表す。
 ロ) : 電気がする仕事(電界がする仕事)

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

Guest

(1)~(2)について。
これは非常に間違いやすいのですけど、問題文では「電界のする」仕事。
仕事といえば「人間がする」仕事だと思って問題を読み飛ばして符号を間違ってしまうケースが多いです。
また3枚目は「人間がする」仕事と「電界のする」仕事は逆符号ですよ、という意味ですから結局その場に応じて符号は考えなくてはいけません。
じゃあこの問題はどのように考えるか、というと
電界は右向きに走っているので点電荷（＝q）は右向きに常に引っ張られています。
そんなときにA→Bにqが移動したなら、qは電界による力を受けて移動したから電界による仕事は、「正」になります。

蛇足ですけど例えばこの時に左向きに手で力を加えつつゆっくりqを移動したときの手の仕事は「負」になります。

ひさか

回答ありがとうございます！

同じように考えると（3）の符号が赤線のようにマイナスなのはどういう理由でしょうか。

よろしくお願いします。

Guest

すいません！純粋に(3)忘れてました！

電位というのは言い換えれば位置エネルギーです。
A→Cにおいてqは電場に動かされるというイメージを持ってください。
すなわちqは電場からの力を受けて動くのでAの電位よりCの電位の方が小さくなります。

電位は先程も言ったとおり位置エネルギーです。基本的に物体は位置エネルギーが高いところから低いところへと移動していきます。なぜなら力がかかるから。その力を主に場の力と呼びます。
位置エネルギーを高さにして表したものを示しておきます！

ひさか

ありがとうございます！

すごく理解しやすかったです。

ちなみに、捉え方が合ってるかの確認をして欲しいのですが、青線部のようにマイナスとなってるのは問題より点Aを電位の基準としたからということですよね？

Guest

よかったです！笑

はい、その通りだと思います。
点Cを基準にして点Aの電位はと聞かれたら
(3)と逆符号で同じ大きさですからね。