基本例題 55 クーロンの法則
質量 2.0gの小球Aを天井から糸でつるし,それにあ
る電荷を与えた。 1.0×10-C の正電荷をもつ小球Bを
Aに近づけると、図のように, Aは鉛直方向から 45° 傾 1.0×10°C
いて静止した。このとき, A,Bは水平に 0.30m はなれ
ていた。 重力加速度の大きさを9.8m/s2, クーロンの法 B
則の比例定数を9.0×10°N・m²/C2 とする。
(1) 小球A,Bの間にはたらく静電気力の大きさは何Nか。
(2) 小球Aがもつ電荷は何Cか。
指針 (1) 小球Aには,重力, 糸の張力,
静電気力の3力がはたらき, つりあっている。
それらの力のつりあいを考える。
(2) (1)で求めた静電気力Fをクーロンの法則の
式に代入し、小球Aがもつ
電荷を求める。
解説
(1) 小球Aに
は,重力 mg, 糸の張力 S,
静電気力Fがはたらく (図)。
力はつりあっており,Fと
mg は等しい。
S
145°
----
mg
HH
F
基本問題 435, 436,437
$0.5251
45°
-0.30m
11
F=mg=(2.0×10-3) x 9.8=1.96×10-2N
2.0×10-2N
(2) AとBは反発力をおよぼしあうので, Aが
もつ電荷は正であり,これをg 〔C〕 とする。 ク
9192
2²
ーロンの法則の式,F=k
に各数値を代入
し,
__g×1.0×10-6
0.302
1.96×10-2=9.0 × 10°×
A
g=1.96×10-C 2.0×10-C
