Question

tkhsre

(2)のこの式はなぜ点Aでの電場による位置エネルギーを書いてないのですか？

電気量Q [C] の点電荷Aが固定されており, そこから
距離r [m] はなれた位置に, 質量 m[kg], 電気量α〔C〕の
粒子Bが固定されている。 Q>0,g> 0 とし, クーロン
の法則の比例定数をk [N・m²/C2] として,次の各問に答えよ。
(1) 粒子Bが, 点電荷Aから受ける静電気力の大きさを求めよ。
(2) 粒子Bの固定を外すと、BはAから初速度0ではなれていった。 無限遠まではな
れたときのBの速さはいくらか。 ただし, 静電気力以外の力は無視する。
指針 (1) クーロンの法則の式を用いる。
(2) 粒子は静電気力だけから仕事をされるので,
そのエネルギーは保存される。 粒子のもつエネ
ルギーは,運動エネルギー, 静電気力による位
置エネルギーであり、 最初のときと無限遠には
なれたときとで, エネルギー保存の式を立てる。
解説 (1) 求める力の大きさをF〔N〕 と
する。クーロンの法則の式,F=k-122 から,
9192
Q
Qg
F=k 2 (N)
m, g
r
A
(0.8)
ひ=
B
ff
無限遠
(2) 粒子Bが,最初のときにもつ運動エネルギー
は0,静電気力による位置エネルギーUは,無
限遠を基準として,U=kQ [J] となる。
r
求める速さをv[m/s] とすると、無限遠までは
なれたとき、運動エネルギーは 1/23mo[J], 静
電気力による位置エネルギーは、無限遠が基準
なので0となる。 エネルギー保存の法則から,
2kQq
kQq = 1/2 mv ²
[m/s〕
mr
r