쿨롱 법칙 - 문제점과 해법

1. 두 개의 점 전하, Q_A = +8 μC 및 Q_B -5 μC의 전류 밀도를 가진 두 전자는 거리 r = 10 cm만큼 떨어져 있습니다. 이때, 두 전자의 전기장의 크기는 얼마입니까? 전기력상수 k = 8.988 x 10⁹ Nm²C^{- 2} = 9x10⁹ Nm²C^{- 2}.

알려진 바에 따르면:

전하량 A (q _A ) = +8 μC = +8 x 10 ^-6 C

전하량 B (qB ₎ = -5 μC = -5 x ^10⁻⁶ C

k = 9 x 10 ⁹ Nm ² C ⁻²

전하 A와 B 사이의 거리(rAB ) _는 10cm = 0.1m입니다.

구하는 것 : 전기력의 크기

솔루션 :

쿨롱 법칙 의 공식 :

전기력의 크기:

[아이알피]

2. 아래 그림과 같이 두 대전 입자가 있습니다. Q _P = +10 μC, Q _q = +20 μC 이고 , 두 입자 사이의 거리는 r = 10 cm입니다. 정전기력의 크기는 얼마입니까?

알려진 바에 따르면:

전하량 P (Q _P ) = +10 μC = +10 x 10 ^-6 C

전하량 Q (Q _Q ) = +20 μC = +20 x 10 ^-6 C

k = 9 x 10 ⁹ Nm ² C ⁻²

전하 P와 Q 사이의 거리 (r _PQ ) = 12 cm = 0.12 m = 12 x ^10⁻² m

구하는 것: 전기력의 크기

솔루션 :

[아이알피]

3. 아래 그림과 같이 세 개의 대전 입자가 일렬로 배열되어 있습니다. 전하 A = -5 μC, 전하 B = +10 μC, 전하 C = -12 μC입니다. 다른 두 전하로 인해 입자 B에 작용하는 알짜 정전기력을 계산하십시오.

알려진 바에 따르면:

전하량 A (q _A ) = -5 μC = -5 x 10 ^-6 C

전하량 B (qB ₎ = +10 μC = +10 x ^10⁻⁶ C

전하량 C (q _C ) = -12 μC = -12 x 10 ^-6 C

k = 9 x 10 ⁹ Nm ² C ⁻²

입자 A와 B 사이의 거리(rAB ₎ = 6cm = 0.06m = 6 x ^10⁻²m

입자 B와 C 사이의 거리(r _BC ) = 4 cm = 0.04 m = 4 x ^10⁻² m

입자 B에 작용하는 알짜 정전기력의 크기와 방향을 구하시오.

솔루션 :

입자 B에 작용하는 알짜힘은 입자 A가 입자 B에 가하는 힘 F _{BA 와} 입자 C가 입자 B에 가하는 힘 F _{BC 의 벡터 합입니다.}

입자 A가 입자 B에 가하는 힘 F _{BA :}

 

정전기력의 방향은 입자 A를 가리킵니다(왼쪽 방향).

입자 A가 입자 B에 가하는 힘 F _{BC :}

 

정전기력의 방향은 입자 C를 가리킵니다(오른쪽 방향).

입자 B에 작용하는 알짜 정전기력 :

F _B = F _AB – F _BC = 675 N – 125 N = 550 뉴턴.

입자 B에 작용하는 알짜 정전기력의 방향은 입자 C를 향한다(오른쪽을 향한다).

[아이알피]

4. +Q ₁ = 10 μC, +Q ₂ = 50 μC이고 Q _{3 은} 아래 그림과 같이 분리되어 있습니다. 입자 2에 작용하는 알짜 정전기력이 0일 때, 입자 3의 정전하는 얼마입니까?

알려진 바에 따르면:

전하 1 (q ₁ ) = +10 μC = +10 x 10 ^-6 C

전하 2 (q ₂ ) = +50 μC = +50 x 10 ^-6 C

전하 1과 2 사이의 거리(r ₁₂ ) = 2 cm = 0.02 m = 2 x ^10⁻² m

전하 2와 전하 3 사이의 거리(r ₂₃ ) = 6 cm = 0.06 m = 6 x ^10⁻² m

입자 2에 작용하는 알짜 정전기력(F₂ ₎ = 0

구함 : 요금 3 (q ₃ )

솔루션 :

입자 2에 작용하는 알짜힘은 입자 1이 입자 2에 가하는 힘 F21 _과 입자 3이 입자 2에 가하는 힘 F23 _의 벡터 합입니다.

입자 1이 입자 2에 가하는 힘 F _{21 :}

정전기력의 방향은 입자 3을 가리킵니다(오른쪽 방향).

힘 F₂₃ 입자 3이 입자 2에 가하는 힘: 

정전기력의 방향은 입자 1을 가리킵니다(왼쪽 방향).

입자 2에 작용하는 알짜 정전기력은 0입니다.