基本例題 40 帯電した小球のつりあい
長さ0.30mの2本の軽い糸の下端にそれぞれ 0.50kg
の小球 A, B をつけ, 等量の正電荷を与える。 2本の糸の
上端を一致させてつり下げると2本の糸は90°の角度をな
した。 クーロンの法則の比例定数を 9.0×10°N･m²/C2, 重
力加速度の大きさを10m/s²とする。
A
((1) 小球Aにはたらく静電気力の大きさ F〔N〕 を求めよ。
(2) 小球Aのもつ電気量α〔C〕 を求めよ。
指針 A,Bともに,重力 mg, 静電気力 F, 糸の張力Tの3力がつりあう。
www.
[解答]
F
=tan45°=1
0.30 m
45°45° 0.30 m
mg
T
よってF=mg=0.50×10=5.0N
F
F
(2) つりあいの状態での AB間の距離r は
r=0.30√2m
20.30√2m
クーロンの法則「F=k9102」より
mg
mg
5.0=(9.0×10°)× g2
(1) このとき, 糸と鉛直線とのなす角は
(90°÷2=) 45°となり, A, B にはた
らく力は上図のようになる。 図より
(0.30√2) 2
よってg=1.0×10-C
A
T
B
0.30 m
201,202
0.30m
90°
B
