基本例題 40 帯電した小球のつりあい
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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·m?/C?, 重
力加速度の大きさを10m/s? とする。
(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q[C] を求めよ。
0.30m
0.30m
90°
T
T
B
6、30×
×2
2 0、3p&
* 0-E
指針 A, Bともに,重力 mg, 静電気力 F, 糸の張力Tの3カがつりあう。
F
= tan 45°=1
mg
解答
0.30m/ 45°:45°
T
0.30m
よって F=mg=0.50×10=5.0N
(2) つりあいの状態での AB間の距離ァは
r=0.30/2m
『T
F
A
B_F
0.30/2m
クーロンの法則「F=k9192 より
mg
mg
y2
(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
2
5.0=(9.0×10°)×-
(0.30/2 )?
よって q=1.0×10-5C
L