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数学 高校生

F=mgのmの2,0×10の-3乗はどうやって導くのでしょうか

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 に近づけると、図のように、Aは鉛直方向から 45°傾 いて静止した。 このとき, A,Bは水平に 0.30m はなれ」 していた。 重力加速度の大きさを 9.8m/s2, クーロンの法 |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。 BALD 15 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 45° ----- ---- mg WWW F 富士高 基本問題 435, 436, 437 1.0×10°C B 17.電場と電位 215 F=mg=(2.0×10-3)×9.8=1.96×10-2N 45° - 0.30m- m\Vlorx0.c= 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q〔C〕 とする。 ク 1.96×10-2=9.0×10°× g=1.96×10-7C 9192 ーロンの法則の式,F=k 2 に各数値を代入 これぜ し, A g×1.0×10-6 0.302 2.0×10-¹C 基本問題 438, 442 第V 章

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物理 高校生

この図2で、「指を触れるとアースされて正電荷が指を通って出ていく」と思ったんですが、自分の考えは誤りですか?

240 第5章 電気と磁気 <発展例題 98 箔検電器 帯電していない箔検電器の金属板に正に帯電した棒を近づけると、箔が開いた (図 1)。次に,棒を近づけたまま金属板に指を触れると、箔が閉じた(図2)。 続いて指 を金属板から放し(図3) 次に棒を遠ざける (図4) と, 箔は再び開いた。 下百 図 1 図2 図3 (1) 図1~4のように箔の開きが変化する理由を説明せよ。 (2) 負に帯電した棒を用いて図 1~4の操作を行っても、 最後に箔は開く。 最後の 状態 (図4) では, 箔に分布する電荷は正・負のどちらか。 舞答 (1) 【図1】 正に帯電した棒を近づけると、静電誘導により、 金属板には負電荷が現 れる。 導体部分の電荷の総和は0であるため, 箔には正電荷が現れる。正電荷どうしの反 発力により,箔が開く。 SBBS COMP 【図2】 金属板に指を触れると、 帯電した棒の正電荷からの引力に より, 人体からの負電荷が指を通って箔に移動する。 この負電 荷と箔の正電荷とが打ち消しあって帯電しなくなるので、 箔は 閉じる (図a)。 導体部分全体では負に帯電している。 【図3】 人体からの負電荷の移動は終わっているので、金属板から 指を放しても変化はない。 図a 【図4】帯電した棒を遠ざけると、 金属板の負電荷の一部が箔にも 移動するので、負電荷どうしの反発力で箔は再び開く (図b)。 (2) 負に帯電した棒を用いると,正・負が (1) と逆になる。 14 正

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