静電気力 – 問題と解決策
1.静電気力が 144 N の場合、2 つの電荷間の距離はどれくらいですか… (1 μC = 10 -6 C 、k = 9.10 9 Nm 2 .C -2 )
既知：
電気力(F 12 ) = 144 N
電荷1 (q 1 ) = 10 μC = 10 x 10 -6 C
電荷2 (q 2 ) = 4 μC = 4 x 10 -6 C
定数 (k) = 9 x 10 9 Nm 2 .C -2
C = クーロン、N = ニュートン、m = メートル
求む：両電荷間の距離（r）
解決策：
クーロンの法則の式：
F = 静電気力、k =クーロン定数、q = 電荷、r = 両電荷間の距離
両電荷間の距離 (r) = 5 x 10 -2メートル = 5 x 10 -2 x 10 2 cm = 5 cm。
2. 距離 r だけ離れた 2 つの電荷。静電気力が 3.6 N の場合、両方の電荷間の距離はいくらですか(1 μC = 10 -6 C、k = 9.10 9 Nm 2 .C -2 )。
既知：
電気力（F 12 ）= 3.6 N
電荷1 (q 1 ) = 9 μC = 9 x 10 -6 C
電荷2 (q 2 ) = 4 μC = 4 x 10 -6 C
クーロン定数 (k) = 9 × 10⁹ Nm²・C⁻²
C = クーロン、N = ニュートン、m = メートル
求む：両電荷間の距離（r）
解決策：
両電荷間の距離 (r) = 0.3 m = 0.3 x 100 cm = 30 cm。
3.下の図に示すような3つの点電荷。点Aにおける静電気力の大きさはいくらか(k = 9.10 9 Nm 2 .C -2 ; 1 μ = 10 -6 )
既知：
料金 A（q）A) = -2 μC = -2 x 10-6 C
電荷B (q B ) = 8 μC = 8 x 10 -6 C
電荷C (q C ) = 4,5 μC = 4,5 x 10 -6 C
クーロン定数(k) = 9 × 10⁹ Nm²・C⁻²
電荷Aと電荷B間の距離（rAB ）= 4cm = 4 x 10⁻²m
電荷AとC間の距離（r AC ）= 3 cm = 3 x 10⁻² m
C = クーロン、N = ニュートン、m = メートル
求めるもの：点Aにおける静電気力
解決策：
クーロンの法則の式：
F =静電気力、k =クーロン定数、q =電荷、r =両電荷間の距離
点Aにおける静電気力：
4. 下の図に示すような3つの点電荷。電荷Bが受けるクーロン力の大きさはどれくらいですか（k = 9.10 9 Nm 2 .C -2 ; 1 μC = 10 -6 C ）。
既知：
q A = 10 µC = 10 x 10 -6 C = 10 -5クーロン
q B = 10 µC = 10 x 10 -6 = 10 -5クーロン
q C = 20 µC = 20 x 10 -6 = 2 x 10 -5クーロン
r AB = 0.1メートル = 10⁻¹ m
r BC = 0.1メートル = 10⁻¹ m
k = 9 x 10 9 Nm 2 C −2
求む：電荷Bが受けるクーロン力
解決策：
電荷Bには2つのクーロン力が作用します。1つは電荷AとBの間のクーロン力（F AB ）、もう1つは電荷BとCの間のクーロン力（F BC ）です。電荷Bが受けるクーロン力は、F ABとF BCの合力です。
電荷Aと電荷B間のクーロン力：
電荷Aは正の符号を持ち、電荷Bも正の符号を持つため、F ABは電荷Cの方向を向く。
電荷BとC間のクーロン力：
電荷Bは正の符号を持ち、電荷Cも正の符号を持つため、FBCは電荷Aの方向を向く。
電荷Bが受けるクーロン力：
F B = F BC – F AB = 180 – 90 = 90 N
電荷 B が受けるクーロン力 (F B ) は 90 ニュートンです。F Bの方向は、電荷 A を指すF BCの方向と同じです。
5．電荷Bにかかるクーロン力の大きさと方向を決定せよ（k = 9 x 10 9 Nm 2 C −2、1 μC = 10 −6 C）。
既知：
電荷A (q A ) = +Q
電荷B (q B ) = -2Q
電荷C (q C ) = -Q
電荷AとB間の距離（r AB ）= r
電荷BとC間の距離（rBC ）= 2r
k = 9 x 10 9 Nm 2 C −2
求む：電荷Bに働くクーロン力の大きさと方向
解決策：
電荷Aと電荷B間のクーロン力：
電荷Aは正、電荷Bは負であるため、 F ABの方向は電荷Aの方向を向いている。
電荷Bと電荷Cの間のクーロン力：
電荷Bは負であり、電荷Cも負であるため、 FBCの方向は電荷Aの方向を指す。
電荷Bに作用する正味の力：
F = FAB + FBC = 2 kQ2/r2 + 0.5 k Q2/r2 = 2.5 kQ2/r2 = 2.5 kQ2 r-2
力の方向は電荷Aの方向、つまり左方向を指す。
