(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

ガウスの法則ってなんでk0（真空中のクーロンの比例定数）でかんがえてるんですか？ 電荷は極めて小さいため真空と見なしているんですか？

D 帯電体から出る電気力線の数 帯電体から出る電気力線の総数 を求めよう。 図13のような, Q[C]の正電荷 を中心とする半径r[m]の球面S 上では、電場の方向は球面Sに 垂直であり, 電場の強さ E[N/C] Q は E = ko o である(koは真空中の クーロンの法則の比例定数)。球面S を貫く電気力線の数は1m²当た りE本で, 球面Sの面積は4πr2 であるから,球面Sを貫く電気 力線の総数をN本とすると N=EX4πr2=4mkoQ (5) となる。 1m² の面 ERED S 面積 1m² 4πr² 球面 S r Q (C) r (m)→→→→→ 面を貫く電気力 E 1m² の面 EX4πr²=Akhil ①図 13 電荷から出る電気力線 電気力線 E本 電場

（1）で2.0×10^-3となるのはなぜですか？静電気力が重力と等しいなら、2.0×9.8ではないのですか？？

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 Aに近づけると、図のように, Aは鉛直方向から 45° 傾 1.0×10°C いて静止した。このとき, A,Bは水平に 0.30m はなれ ていた。 重力加速度の大きさを9.8m/s2, クーロンの法 B 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。 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 145° ---- mg HH F 基本問題 435, 436,437 $0.5251 45° -0.30m 11 F=mg=(2.0×10-3) x 9.8=1.96×10-2N 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g 〔C〕 とする。 ク 9192 2² ーロンの法則の式,F=k に各数値を代入 し, __g×1.0×10-6 0.302 1.96×10-2=9.0 × 10°× A g=1.96×10-C 2.0×10-C

解き方がわかりません。教えて下さい。

(1) 長さ5.0cmの2本の軽い糸の一端を天井に固定し,それぞれの下端 に質量 6.0×10-6kgの小球をつるす。 2球に等しい電気量α[C]を与 えると、図のように 6.0cmだけ離れて静止した。 2球の間にはたらく 電気力Fと小球のもつ電気量の大きさをそれぞれ求めよ。 ただし, クーロンの法則の比例定数を9.0×10°N・m²/C2とする。 5.0cm/ q 6.0cm 5.0cm q

x=a/2のところ、疑問です。 ノートに書いた通り、力が釣り合ってなく、位置エネルギーも相殺しているように見えません。 どのように理解すれば良いでしょうか

448. 等電位線■ 図のように、xy平面上の点A(-α, 0) に電気量 +3Q(Q>0), 点B(α, 0)に電気量-Qの点電荷 を置く。 クーロンの法則の比例定数をkとし, 無限遠を電 位の基準とする。 (1) x軸上で電位が0となる点はどこか。 (2) xy平面上で電位が0となる点を連ねた線は,どのような曲線となるか。 +3Q A(-a, 0) O -Q B(a,0) X

二つ疑問があります。 ・電場の強さはは一平方メートルを通る電気力線の本数と同じになりますが、より電荷に近い位置の一平方メートルを通る電気力線の本数は遠い位置のものより多くなりますか？ ・電気の位置エネルギーは、重力のように引き合う引力だけじゃなく遠ざける斥力も働きますよね、... 続きを読む

220 V章 電気 発展例題35 金属球による電場と電位 点として, 水平右向きにx軸をとる。 クーロンの法則の比例定 半径Rの金属球に,電荷Q(>0) を与える。 球の中心Oを原 数をk,電位の基準を無限遠とする。 (1) 0から距離r (R<r) はなれた点Pの電場の強さと電位を それぞれ求めよ。 x軸上において, 位置 x (0≦x)と電位Vとの関係をグラフに描け。 (2) 指針 電荷は , 金属 球の表面に一様に分布する。 このとき, 金属球内部に電 場はできず, 金属球内部の 電位は一定となる。 電気力 線は図のように広がり, 0 を中心とする球面を垂直に 貫く。 電気力線 解説 (1) Oを中心とする半径rの球面 を閉曲面として考える。 閉曲面内部の電荷の和 はQであり, ガウスの法則から,この球面を貫 く電気力線の本数は4ヶkQ本である。 単位面 積を貫く電気力線の本数が電場の強さである。 球の表面積は4πr2 なので,電場の強さEは, 発展例題36 電位の合成 発展問題 449,457,452 E= 4лkQ =k²²²/² 4πr² 金属球外部の電場のようすは,Oに点電荷Qが あるときと同じである。 電位Vは, (2) x>Rの電位は,(1)から,V=k x Q R k- R O x=RのときはV=kQ/R となる。 金属球内部 の電位は一定で 0, 0≤x≤R VA の電位はx=R の値に等しい。 グラフは図のよ うになる。 R V=kQ r となる Q X V=k- 発展問題 449 453 45.

答えは2kq/rです なぜ、こうなるのか教えてほしいです

チャ -15, P42 Check 問題のみ 教科書 P224~245 リード lightノートP141~15 ※教科書 P206~223もよく復習して おくこと。 科書 P.212~P.251 17章 18章 3 ただし、 物の発生との また、動物の反応と らは、動物の行動は除外 教 システム 教科書 Lesson 2~4 システム英単語 No. 1~300 in Quest ⅡI Ace Lesson15~ ･Expressions Pr Vision Quest Ⅱ Ace. actice (指定した問題) 19 Build-up Expressions 教科書 p.222) (問7) 細くてまっすぐな十分に長い導線に, 単位長さあた g 〔C〕 の正電荷 り が一様 に分布している。導線から距離r 〔m〕 はなれた位置にできる電場の強さを求めよ。 ただし, クーロンの法則の比例定数を [N･m²/C2] とする。 JH @ [0] »+34) outant ENIJIRANEO (0) 01 GALVENAI & ABSORIAÇ Joxe 導線 Jo +++++++++ 1/ 439 電気力線の本数 [正の占重荷を中心とする 半径r[m]の球面を考える。 点電荷から放射状に均等に出た電気力線は, 球 XIC 706 B k10 B

(3)が分からないのですがどうして電位が少しあるだけで正の無限遠に行くのですか？

4:48 回 の表面積は よってx=' ここでxaなので適するのはx=3a 軸の正の向きの無限遠付近の電位 は、無限遠に向かうにつれて負から に近づいている。よって正の電気 量をもつ小球は,xaの範囲で <0 となる位置に置けば無限遠に 達することができない。 よってV=k- x-a k- x+a =kQ- よってx> VA 0 -3x+5a <0 =kQ (x− a)(x+a) なので分母(x-a)(x+α)>0となり -3x+5a<0 5 3 ‚(x+a)−4(x−a) (x-a)(x+a) a x 図 参考 Q. -4Qの2つ の点電荷がつくる電位のよう すば次のようになる。 無限の電位は ただし 負電荷のほうが電気量の絶 対値が大きいので電位は負 から0に近づく。 x=αで正の無要大に、 x=-αで負の無麗大に 散する。 電位の概形は次のようになる。 01 3a このグラフ上に正の電気量を もつ小球を置くと､「重力に 球」と同観に考えることがで 閉じる 0 < 0 |||

(3)が分からないのですが、どうして電位が少しあるだけで小球は正の無限遠に行くのですか？

る電場に等しいものとする。 十r [m]の球面の内部にある電荷がつく を求めよ。 た [17 関西学院大 改] 207 217.電位図のように、xy平面上の点 (a,0) (a>0) れている。 クーロンの法則の比例定数をk, 無限遠の電位を0 (-α, 0) にそれぞれ電気量Q(>0) と4Qの点電荷が固定さ とし、重力や空気抵抗は無視できるものとする。 (1) 電気量 - Q の小球を,x軸上の負の無限遠から点(-34, 0)まで動かす間に静電気 力がする仕事を求めよ。 (2)正の電気量をもつ小球を, 点 (a, 0) からx軸の正の向きにわずかな距離だけ離れた x軸上の点に静かに置いたところ､小球はx軸の正の向きに動き始めた。 小球の速 さが最も大きくなる点のx座標を求めよ。 (3) 正の電気量をもつ小球を, 点 (x, 0) (x>α) に静かに置いた後,小球がx軸の正の向 きの無限遠に到達しないためのxの条件を求めよ。 [16 早稲田大改] 212 -4Q -a 0 a

(3)の図1について 緑マーカーで引いたところがどうしてそうなるかわからないので、教えていただけると嬉しいです🙇‍♀️

例題24 (3) 球殻 <思考> 258. 金属球と電気力線■ 半径Rの金属球Aに電荷Q (Q>0) を与え, 内表面の半径2R, 外表面の半径 3R の帯電していない中空の金属球Bで,両者の中心が一 致するようにAを取り囲む (図1)。 さらに,Bを導線 で接地する (図2)。 クーロンの法則の比例定数をkと し, 図1,2のそれぞれについて次の各問に答えよ。 (1) 電気力線の概形を図示せよ。 図1 (2) Aの中心から距離x(0≦x≦4R)の点,電場の強さEを表すグラフの概形を描け。 B A 長い導線 図2 FAST B (3) Aの中心から距離x (0≦x≦4R)の点の,電位Vを表すグラフの概形を描け。ただ し,電位の基準は,図1では無限遠,図2では接地点にとる。 例題24 セント