運動エネルギーと位置エネルギーに関する物理の問題が分かりません。

このQ&Aのポイント
  • 運動エネルギーと位置エネルギーに関する物理の問題が分かりません。
  • なめらかな水平面上に、点電荷Aと点電荷Bがあります。点電荷Aは固定されており、点電荷Bは電位差VでAの方向へ加速されます。BがAに最も近づいた時の距離を求める問題です。
  • BがAに最も近づいた時に速度が0になる理由と、Bを電位差VでAの方向へ加速することの意味がわかりません。どのように解答すればいいのか教えてください。
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運動エネルギーと位置エネルギーに関する物理の問題が

運動エネルギーと位置エネルギーに関する物理の問題が分かりません。 問題・なめらかな水平面上に、正の電荷Q=100[pc]の点電荷Aが固定されている。 また、質量m=2[mg]、正の電荷q=10[pc]の点電荷Bがある。今、Aから十分離れたところで、Bを電位差V=4[V]でAの方向へ加速した。すると、BはAへ近づき、その後反発されて引き返す。このとき、最も近づいた場合のAB間の距離x[m]を答えなさい。 「BがAに最も近づいた時に速度が0になる」理由と「Bを電位差V=4[V]でAの方向へ加速した。」というのがどういうことのなかが分かりません。 簡単な問題かもしれませんが、詳しい解答の導き方を教えていただけないでしょうか? よろしくお願い申し上げます。

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  • ベストアンサー
  • feles_c
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回答No.1

「BがAに最も近づいた時に速度が0になる」 Aに向かう方向に(正の)速度があるなら少したてばもっと近くなるわけだし、Aから離れる方向に(正の)速度があるなら一寸前はもっとAに近かったわけだから、どっちにしても「最も近づいた時」じゃないよね。ということで、もっとも近づいた時は速度が0. 数学で、グラフの極大/極小の点は微分して0の点ってやったとおもうけどあれと同じ。 「Bを電位差V=4[V]でAの方向へ加速した。」 高さ4cmの滑り台でビー玉をAの方向に転がした、ってのと似たようなもの。 10pcの電荷を4Vの電位に逆らって動かすにはどれだけのエネルギーが必要? それだけのエネルギーがAの初期運動エネルギーとして与えられたということ。

sryou1985
質問者

補足

早速の回答ありがとうございます。 気になったのですが、「それだけのエネルギーがAの初期運動エネルギーとして与えられたということ。」に関してはAではなく、Bの間違いではないでしょうか? BがAに向かって移動してわけですから、そうではないかなと思いました。

その他の回答 (1)

  • Nouble
  • ベストアンサー率18% (330/1783)
回答No.2

1つ目についてだけ 同一電位同士には 反発力が生まれます 此は 距離と電位 等々によって 決まります 近づけば力が増す ですね で、 一定ではないですが 力が起こる以上 ある範囲内には Aへの向きとは 反対方向への加速が 常に起こる ですよね? 初速、反対への加速、 Aへ到達する前に 此等が均衡すれば止まります よね? 其でも、尚、お構い無しに 加速は続く ので、離れ始める マイナスの相の二次元関数のグラフを 反時計回りに90度回した上り坂 此へ向けて 物体を打ち放った様 登りきれなければ 何処かで止まり 逆走し始める 力関係が 似ているように 思います 如何ですか?

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