電験過去問の質問: FcとFdの力の大きさの比を求める方法
- 電験の過去問において、一辺の長さが6mの正三角形に電荷が置かれており、頂点Cに正電荷が置かれている場合、正電荷に働く力の大きさはFcとなります。
- 次に、正電荷を頂点Dに移動させた場合、正電荷に働く力の大きさはFdとなります。
- このとき、FcとFdの力の大きさの比はどのように求めることができるのか、クーロンの法則を使って考えます。
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電験の過去問からの質問です。
22年の理論の17問目なのですが、 真空中において、一辺の長さが6mの正三角形、頂点Aに4×10^-9がある、頂点Bに-4×10^-9の負の点電荷が置かれている。残る頂点をCとし、点Cより下した垂線と正三角形の辺ABとの交差点をDとして、、、 まず、q0の正電荷を点Cに置いた時に、この正電荷に働く大きさはFcであった。次にこの正電荷を点Dに移動した時に正電荷に働く力の大きさはFdであった。力の大きさの比はFc/Fdの値は？ と言う問題なのですが、Fcは4Nは分かったのですが、Fdを求めるのには どうやればいぃのですか？？ 普通にクーロンの法則を使うと4Nになってしまいます。 よろしくお願いします。m(_ _)m
- tomodak
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この問題では、この時点で力を数値として明確にできない筈です。 なぜなら、q０の数値が分からないからで、そのため４[Ｎ］という回答も間違っています。 Ｆcを求めるとき、Ａ点の正電荷とＣ点のq０正電界との力、Ｂ点の負電荷とＣ点のq０正電荷との力、この２つの合成を求める必要があります。 Ａ点の正電荷とＣ点のq０正電荷とでは反発するので、Ｃ点ではＣ→Ａと反対の右上方向の力となります。 Ｂ点の負電荷とＣ点のq０正電荷とでは吸引するので、Ｃ点ではＣ→Ｂの右下方向の力となります。 この２つを合成すると、それぞれの強さは同じなので、水平右方向となります。 点Ａ、Ｂ、Ｃは正三角形の関係なので、この水平方向の力の強さは、ＦaqとＦbqとも同じとなります。 Fc = 9・10^9・4・10^-9・q0 / 6^2 Ｆdも考え方は同じです。 ただ点Ｄが、点Ａと点Ｂの中間地点なので、力の方向はそれぞれ同じで水平右方向です。 同じ方向の力を合成すると、単純に２倍されます。 Fd = 2・9・10^9・4・10^-9・q0 / 3^2 そのため、力は共にq０が残った状態となります。
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