電場が0になる
ⅠⅠ
Aが作る電場とBが作る電場の向きが逆向きで、大きさが同じになる
電場の大きさ＝k|q|/r^2
まず、Aが作る電場(赤矢印)と作る電場(青矢印)を直線AB上に図示する(画像参照)。
AもBも、正の電荷なので、電場はそれぞれ、AとBから出ていく向きになり、公式から、電荷から離れれば離れるほど
小さくなりますよね。 ※電荷から離れれば離れるほどr、すなわち分母が大きくなるから、電場の大きさは小さくなる
画像より、Aの左側ではAが作る電場とBが作る電場の向きが同じ向きだから、電場が0になる、すなわち、Aが作る電場とBが作る電場の向きが逆向きで、大きさが同じになる、ということはないですよね
また、Bの右側でもAが作る電場とBが作る電場の向きが同じ向きだから、電場が0になる、すなわち、Aが作る電場とBが作る電場の向きが逆向きで、大きさが同じになる、ということはないですよね
線分AB上なら、Aが作る電場とBが作る電場の向きが逆向きだから、電場が0になる、すなわち、Aが作る電場とBが作る電場の向きが逆向きで、大きさが同じになる、という可能性はありますよね。
ということで、今回は、電場が0になる場所は線分AB上にあることがわかりました
続く
同様に考えていくと、
仮に問題の設定が、Aの電荷が－4.5×10⁻⁹[C]、Bの電荷が2.0×10⁻⁹[C]、だった場合
電場が0になる場所はBより右側にあることに、
仮に問題の設定が、Aの電荷が－4.5×10⁻⁹[C]、Bの電荷が－2.0×10⁻⁹[C]、だった場合
電場が0になる場所は線分AB上にあることに、
仮に問題の設定が、Aの電荷が2.0×10⁻⁹[C]、Bの電荷が－4.5×10⁻⁹[C]、だった場合
電場が0になる場所はAより左側にあることに、
仮に問題の設定が、Aの電荷が2.0×10⁻⁹[C]、Bの電荷が4.5×10⁻⁹[C]、だった場合
電場が0になる場所は線分AB上にあることに
なりますよ。
これがすべてわかれば、直線上で電場が0になる位置の予想は完璧です
後は、式を立てれば、詳細な位置がわかります。
分からなければ質問してください
仮に問題の設定が、Aの電荷が4.5×10⁻⁹[C]、Bの電荷が－2.0×10⁻⁹[C]、だった場合
まず、Aが作る電場(赤矢印)と作る電場(青矢印)を直線AB上に図示する(画像参照)。
Aは、正の電荷なので、電場はAから出ていく向きに、Bは負の電荷なので、電場はBに向かう
ようになり、公式から、電場の大きさは電荷から離れれば離れるほど小さくなりますよね。
画像より、Aの左側ではAが作る電場とBが作る電場の向きが逆向きだから、電場が0になる可能性がある、と思うかもしれない。しかし、
AとBの電荷の大きさを比べると、Aの方が大きいので、Aの左側では、Aが作る電場とBが作る電場(青矢印)を比べると、Aが作る電場(赤矢印)の大きさの方が必ず大きくなる
※相対的にみて、Aの電場の大きさは、k×大きい電荷/(短い距離)²
Bの電場の大きさは、k×小さい電荷/(長い距離)²
になるので、Aより左側ではAが作る電場(赤矢印)の大きさの方が必ず大きくなる
よって、電場が0になる場所はAより左側にはない
また、AとBの間はAが作る電場とBが作る電場の向きは同じなので、電場が0になる場所はAとBの間にはない
Bより、右側だと、Aが作る電場とBが作る電場の向きが逆向きだから、電場が0になる可能性がある。
※Bより右側にあると、相対的にみて、Aの電場の大きさは、k×大きい電荷/(長い距離)²
Bの電場の大きさは、k×小さい電荷/(短い距離)²
になるので、Bより右側ではAが作る電場の大きさ=Bの電場の大きさ、になる可能性がある。
続く