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5分でわかる!クーロンの法則

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この動画の要点まとめ

ポイント

クーロンの法則

高校物理 電磁気2 ポイント2

これでわかる!
ポイントの解説授業
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帯電した物質同士には静電気力がはたらきます。2つの電荷が異符号ならば引力、同符号ならば斥力となることを学習しましたね。この静電気力の大きさは、 クーロンの法則 によって求めることができます。

距離の2乗に反比例、電気量の積に比例

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具体的に、2つの電荷にはたらく静電気力の大きさを考えてみましょう。

高校物理 電磁気2 ポイント1 左の図

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プラスとマイナスの電荷があります。左側の電気量を+Q[C]、右側の電気量を−q[C]とし、2つの電荷は距離r[m]離れているとします。2つの電荷は異符号なので、それぞれに引力がはたらきますね。この力の大きさをF[N]としています。

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電気量Q,qの値が大きいほど、静電気力Fの値が大きくなり、距離r[m]の値が大きいほど、静電気力Fの値が小さくなることはなんとなくイメージできますよね。2つの電荷にはたらく静電気力Fと、電気量Q,q、距離rとの関係は、 クーロンの法則 によって、次の式で表されます。

高校物理 電磁気2 ポイント1 くまさんのまとめ

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静電気力は、クーロン力ともいいます。2つの電荷にはたらく クーロン力F は、 距離の2乗に反比例 し、 電気量の積に比例 するのですね。

クーロン定数とは?

高校物理 電磁気2 ポイント1 くまさんのまとめ

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上の式の kクーロン定数 といい、単位は[Nm2/C2]です。 k=9.0×109[Nm2/C2] 、つまり90億というとてつもなく大きな数字です。ただし、クーロン定数が大きくても、距離が2倍になるとクーロン力は1/4倍、距離が10倍になると1/100倍となり、その大きさは急激に減っていきます。

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また、異符号同士の電荷の引力を例に見てきましたが、 クーロンの法則 はもちろん同符号同士の電荷の斥力についても当てはまります。

高校物理 電磁気2 ポイント2

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この式で求められるのはクーロン力の大きさです。 力の方向 は、図で示すなどして目で確認するようにしましょう。

「クーロンの法則」は「万有引力」と酷似

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クーロンの法則の式は、1つ覚えるためのコツがあります。 距離の2乗に反比例 し、 電気量の積に比例 ーーこの式のパターンを、みなさんは以前にどこかで見かけたことがありませんか? そう 万有引力の式 です。

高校物理 運動と力76 ポイント1 フォルダ内に流用してきました

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万有引力とは物体同士が引きあう力でしたね。 距離の2乗に反比例 し、 質量の積に比例 という点が、クーロンの法則に非常によく似ていますね。

Suzuki

この授業の先生

鈴木 誠治 先生

知識ゼロからでもわかるようにと、イラストや図をふんだんに使い、難解な物理を徹底的にわかりやすく解きほぐして伝える。

クーロンの法則
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