自由落下運動の実験で比重の大きい重りを使うことで空気抵抗を小さくすることが出来るのはなぜか教えてください。

電場とは、1Cあたりが受ける静電気力であり、1平方メートルあたりの垂直に交わる電気力線の本数であると思います。ですが、 なぜ(1Cあたりが受ける静電気力)＝(1平方メートルあたりの垂直に交わる電気力線の本数)となるのですか？ 誰かが勝手に決めたのでしょうか？それともなにか... 続きを読む

写真の問題についてですが、わからないことが2つあります。 ①赤線部に「電気力線は直線Lに垂直になる」と書かれていますが、解説を見ると、電気力線は半径rの円柱の側面を貫いてることになっていますが、Lと垂直な電気力線は、左右上下の4方向のみではないのでしょうか？ ②なぜ、半径r... 続きを読む

7* 一直線上に, 単位長さあたり [C/m〕 の正電荷が一様に分布している。 の直線から 〔m] 離れた点での電場の強さを求めよ。 24+ 7 E= L N= S HAL ww 2 対称性から電気力線は直線Lに垂直 になる。 L に沿って長さ1〔m〕 の部分に は ol [C] の電気量があり, N=4mk.ol 〔本〕 の電気力線が出て, 半径r[m]の円 柱面(表面積 S =2πr.l) を貫いている。 対称性から面上の電場Eは共通であり Amkol 2ko (N/C) 2πrl r (6

二つ疑問があります。 ・電場の強さはは一平方メートルを通る電気力線の本数と同じになりますが、より電荷に近い位置の一平方メートルを通る電気力線の本数は遠い位置のものより多くなりますか？ ・電気の位置エネルギーは、重力のように引き合う引力だけじゃなく遠ざける斥力も働きますよね、... 続きを読む

220 V章 電気 発展例題35 金属球による電場と電位 点として, 水平右向きにx軸をとる。 クーロンの法則の比例定 半径Rの金属球に,電荷Q(>0) を与える。 球の中心Oを原 数をk,電位の基準を無限遠とする。 (1) 0から距離r (R<r) はなれた点Pの電場の強さと電位を それぞれ求めよ。 x軸上において, 位置 x (0≦x)と電位Vとの関係をグラフに描け。 (2) 指針 電荷は , 金属 球の表面に一様に分布する。 このとき, 金属球内部に電 場はできず, 金属球内部の 電位は一定となる。 電気力 線は図のように広がり, 0 を中心とする球面を垂直に 貫く。 電気力線 解説 (1) Oを中心とする半径rの球面 を閉曲面として考える。 閉曲面内部の電荷の和 はQであり, ガウスの法則から,この球面を貫 く電気力線の本数は4ヶkQ本である。 単位面 積を貫く電気力線の本数が電場の強さである。 球の表面積は4πr2 なので,電場の強さEは, 発展例題36 電位の合成 発展問題 449,457,452 E= 4лkQ =k²²²/² 4πr² 金属球外部の電場のようすは,Oに点電荷Qが あるときと同じである。 電位Vは, (2) x>Rの電位は,(1)から,V=k x Q R k- R O x=RのときはV=kQ/R となる。 金属球内部 の電位は一定で 0, 0≤x≤R VA の電位はx=R の値に等しい。 グラフは図のよ うになる。 R V=kQ r となる Q X V=k- 発展問題 449 453 45.

(3)が分からないのですがどうして電位が少しあるだけで正の無限遠に行くのですか？

4:48 回 の表面積は よってx=' ここでxaなので適するのはx=3a 軸の正の向きの無限遠付近の電位 は、無限遠に向かうにつれて負から に近づいている。よって正の電気 量をもつ小球は,xaの範囲で <0 となる位置に置けば無限遠に 達することができない。 よってV=k- x-a k- x+a =kQ- よってx> VA 0 -3x+5a <0 =kQ (x− a)(x+a) なので分母(x-a)(x+α)>0となり -3x+5a<0 5 3 ‚(x+a)−4(x−a) (x-a)(x+a) a x 図 参考 Q. -4Qの2つ の点電荷がつくる電位のよう すば次のようになる。 無限の電位は ただし 負電荷のほうが電気量の絶 対値が大きいので電位は負 から0に近づく。 x=αで正の無要大に、 x=-αで負の無麗大に 散する。 電位の概形は次のようになる。 01 3a このグラフ上に正の電気量を もつ小球を置くと､「重力に 球」と同観に考えることがで 閉じる 0 < 0 |||

(3)が分からないのですが、どうして電位が少しあるだけで小球は正の無限遠に行くのですか？

る電場に等しいものとする。 十r [m]の球面の内部にある電荷がつく を求めよ。 た [17 関西学院大 改] 207 217.電位図のように、xy平面上の点 (a,0) (a>0) れている。 クーロンの法則の比例定数をk, 無限遠の電位を0 (-α, 0) にそれぞれ電気量Q(>0) と4Qの点電荷が固定さ とし、重力や空気抵抗は無視できるものとする。 (1) 電気量 - Q の小球を,x軸上の負の無限遠から点(-34, 0)まで動かす間に静電気 力がする仕事を求めよ。 (2)正の電気量をもつ小球を, 点 (a, 0) からx軸の正の向きにわずかな距離だけ離れた x軸上の点に静かに置いたところ､小球はx軸の正の向きに動き始めた。 小球の速 さが最も大きくなる点のx座標を求めよ。 (3) 正の電気量をもつ小球を, 点 (x, 0) (x>α) に静かに置いた後,小球がx軸の正の向 きの無限遠に到達しないためのxの条件を求めよ。 [16 早稲田大改] 212 -4Q -a 0 a

この式の計算方法を教えてください！！

AT DU 1.5×10"mであり、 表面積は, 4×3.14 × (1.5×10') = 2.82×1023m² +71* BED TI

写真の問題についてですが、なぜ円柱の表面積を考える時、側面の表面積だけで底面の円の面積は考えないのですか？

最初から分かりません。教えてください🙇‍♀️🙇‍♀️

図1に示すような半径a [m] の導体球Aが真空中に孤立している。 この導体球に電気量 Q [C] を与えた。 ただしQ>0とする。 次の問いに答えよ。 Aa 図 1 [m]x< [m]e C A a 図2 16 [m] (1) 図1で、電荷は A の表面に一様に分布するので、 Aの外側の空間で電場の強さと電位 は球対称となる。 よって, 電気力線は A の表面に垂直に出ていき, その本数の表面全体 の合計はア [本] である。 ただし, クーロンの法則の比例定数は ko [N･m2/C2] とする。 よって, 中心から距離 [m] (≧a) の位置の電場の強さは, 半径rの球の表面積を考えて, [N/C] である。 これはAの中心にQ [C] の点電荷がある場合と同じであるため、 この位置での電位は無限遠を0Vとしてウ [C] となる。 (2) 図2に示すように半径6 [m] (b≧a), 外半径[m] (c>6)の電荷を与えていない中空導 TURAT 体球Bの中に、図1の電気量Q [C] をもった A を 中心を一致させて入れる。このとき 静電誘導によりBの内側表面に [[C] の電荷が現れて一様に分布するため, A の表 面から出た電気力線はすべてBの内側表面に到達する。 このことからAとBの間 (bra) , 電気力線のようすは (1) の場合と同じであることがわかる。 I Bは初め電荷が与えられていなかったので, 外側表面にはオ [C] の電荷が一様に 分布し、Bの外側(≧c) の空間でも電場の強さと電位は球対称となって、 電気力線はB の外側表面から垂直に出ていく。 以上の考察より、 Aの中心からの距離と電場の強さ との関係を最も適切に示しているグラフは カ である。 また, 無限遠方を電位 V=0Vとしたときの距離と電位との関係を最も適切に示しているグラフはキ である。ここで、AとBの電位差を考える。先に述べたように、図2で≧ra の空間 での電場の変化は図1での変化と同じであることから、電位の変化 (電位差) も (1) で考 えた電位の式から求めることができる。 これによると,r=b の電位に比べ,r=αの電位 はク[V] 高いことがわかる。 これは,導体AとBをそれぞれ電極と考えたときの電 位差となる。よって,これらをコンデンサーと考えたときの電気容量Cはケ [F] と 求められる。

方針だけでもお願いします🙇‍♀️🙇‍♀️

図1に示すような半径a [m] の導体球 A が真空中に孤立している。この導体球に電気量 Q [C] を与えた。 ただしQ>0とする。 次の問いに答えよ。 2 (70) A-a 図 1 Aa 図2 Maje [m]z4 [m] (1) 図1で,電荷は A の表面に一様に分布するので, A の外側の空間で電場の強さと電位 は球対称となる。 よって, 電気力線はAの表面に垂直に出ていき, その本数の表面全体 の合計はア[本] である。 ただし, クーロンの法則の比例定数は ko [N･m2/C2] とする。 よって, 中心から距離 [m] (v≧a) の位置の電場の強さは, 半径rの球の表面積を考えて、 イ [N/C] である。 これはAの中心に Q [C] の点電荷がある場合と同じであるため、 この位置での電位は無限遠方をOVとしてウ [C] となる。 (2) 図2に示すように半径b [m] (b≧a), 外半径[m] (cb)の電荷を与えていない中空導 体球 Bの中に,図1の電気量Q [C] をもったAを中心を一致させて入れる。このとき 静電誘導によりBの内側表面に I [[C] の電荷が現れて一様に分布するため, A の表 面から出た電気力線はすべて Bの内側表面に到達する。 このことからAとBの間 bra) , 電気力線のようすは (1) の場合と同じであることがわかる。 Bは初め電荷が与えられていなかったので、 外側表面には | オ [C] の電荷が一様に 分布し,Bの外側(≧c) の空間でも電場の強さと電位は球対称となって、 電気力線はB の外側表面から垂直に出ていく。以上の考察より, Aの中心からの距離と電場の強さ との関係を最も適切に示しているグラフはカである。また、無限遠方を電位 V=0Vとしたときの距離と電位との関係を最も適切に示しているグラフはキ である。ここで、AとBの電位差を考える。先に述べたように、図2で≧raの空間 での電場の変化は図1での変化と同じであることから,電位の変化(電位差)も (1) で考 えた電位の式から求めることができる。これによると,r=b の電位に比べ,r=αの電位 は 高いことがわかる。 これは,導体AとBをそれぞれ電極と考えたときの電 ク[V] 位差となる。よって,これらをコンデンサーと考えたときの電気容量Cはケ [F]と 求められる。