Question

る

四角12の問題です。

模範解答では、小球AとBを接触させたあとの電気量が(Q+q)/2となっていますが、私はAとBの電気量は異符号なので(Q-q)/2もしくは(q-Q)/2となると考えてしまいました。どうして模範解答のようになるのでしょうか。

よろしくお願いします。

問3 電気量Q [C] に帯電した金属小球Aと電気量q [C] に帯電した金属小球Bを距離R [m〕 離して固定
した。 無限遠での電位を0Vとし、クーロンの法則の比例定数をk [N・m²/C2〕 とすると, 小球AとBを
結ぶ線分の中点での電位は 11 〔V〕 である。 また,このとき小球AとBの間にはたらく静電気力は引
力で,その大きさは F [N] であった。 つぎに、 小球AとBを接触させて,再び距離 R [m〕 離して固定し
たところ, 小球AとBの間にはたらく静電気力は斥力となり,その大きさは1/13F [N] であった。このとき,
|g|>|Q| とすると, Qとの関係は12である。 ただし, 小球AとBの材質は同じで, AとBを接触さ
せると電荷は均等に分かれるものとする。
4k(Q+q)
①
の解答群
②
R²
2k(Q+g)
R
11
| の解答群
⑥g=-7Q
12
2k(Q+q)
R
6
① g = -2Q
4kXQ+q)
TR²
=-3Q
③g=-4Q
2A(Qfg)
R²
@ _q=-5Q
\k(Qfq)
R
q=-6Q
11
リ

京都市大学 研究・解答
2q
V₁=kR=R²Q₁ V₁=k&=R² R
2
2
よって電位の重ね合わせにより求める電位は
2k(Q+g)
VA+VB=
R
次に小球AとBにはたらく力が引力なので、小球A
とBの電荷は異符号でありクーロンの法則より
AQg)
F=k7
R2
Q+q z
小球AとBを接触させるとともに電気量は
2
なる。 小球AとBにはたらく力の斥力の大きさが
1/32F であるので、クーロンの法則から②の式も使って
(Q + g) ²
R2
1 /² k (=Qg) = R²
k
R2/
この式を変形して (3g+Q)(g+3Q)=0
ここで|g|>|Q] の条件より q=-3Q
Q-a
2
答 11 ⑥ 12②
または
･②
-ata
2
?

Answer 1

✨ 最佳解答 ✨

ジャスタウェイ

このqまたはQは符号付きの値だと考えられます。

つまり、
q＝－3.0 C
Q＝2.0 C
みたいな感じです。

したがって、このQ、qに異符号にするためのマイナスは必要ありません。

る

なるほど！ありがとうございます(∩´∀`∩)