真空中に1.0m離れて $+2.0C$ と $+1.0C$ の電荷がある。これらの電荷に働く静電気力が斥力か引力かを答え、その大きさを求め、**(a)**、**(1)**、**(2)**に当てはまるものを答える。クーロンの法則の比例定数は $9.0 \times 10^9 N \cdot m^2 / C^2$ とする。

1. 問題の内容

真空中に1.0m離れて $+2.0C$ と $+1.0C$ の電荷がある。これらの電荷に働く静電気力が斥力か引力かを答え、その大きさを求め、**(a)**、**(1)**、**(2)**に当てはまるものを答える。クーロンの法則の比例定数は $9.0 \times 10^9 N \cdot m^2 / C^2$ とする。

2. 解き方の手順

まず、電荷の符号が同じであるため、働く力は斥力である。

次に、クーロンの法則を用いて静電気力の大きさを計算する。クーロンの法則は、

$F = k \frac{q_1 q_2}{r^2}$

ここで、$F$は静電気力、$k$はクーロンの法則の比例定数、$q_1$と$q_2$は電荷の大きさ、$r$は電荷間の距離である。

与えられた値を代入すると、

$F = (9.0 \times 10^9 N \cdot m^2 / C^2) \frac{(2.0C)(1.0C)}{(1.0m)^2}$

$F = (9.0 \times 10^9) \times 2.0 = 18 \times 10^9 N$

$F = 1.8 \times 10^{10} N$

したがって、静電気力は$1.8 \times 10^{10} N$ となる。

3. 最終的な答え

(a) 斥力

(1) 1.8

(2) 10