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[일반물리학]

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x–y 평면에 세 점전하가 있다.

• 입자 A: q_{A} = +2.00 \times 10^{-4}\ \mathrm{C} (원점 (0,0))

• 입자 B: q_{B} = -4.00 \times 10^{-4}\ \mathrm{C} (위치 (3.00 m, 0))

• 입자 C: q_{C} = +1.00 \times 10^{-4}\ \mathrm{C} (위치 (0, 4.00 m))

입자 C에 작용하는 알짜 전기력 \vec{F}_{\text{(net)}}x 성분은 약 얼마인가? (단, k_{e} \approx 8.99 \times 10^{9}\ \mathrm{N\cdot m^{2}/C^{2}}이다.)

알짜 전기력의 x 성분 F_{\text{net},x} = F_{A \to C, x} + F_{B \to C, x} 입니다.

1. F_{A \to C, x}: 입자 C는 입자 A의 +y축 상에 있으므로, 전력 \vec{F}_{A \to C}+y 방향입니다. 따라서 x 성분은 0입니다.

2. F_{B \to C, x}: B(x=3.00)C(y=4.00) 사이의 거리는 r_{BC} = 5.00\ \mathrm{m} 입니다. B(–)에서 C(+)에 인력 \vec{F}_{B \to C}를 작용하며, 그 방향은 C에서 B를 향하는 방향입니다. 이 힘은 +x 성분을 가집니다.

F_{BC} = k_{e} \dfrac{|q_{B} q_{C}|}{r_{BC}^{2}} \approx (8.99 \times 10^{9}) \dfrac{(4.00 \times 10^{-4})(1.00 \times 10^{-4})}{(5.00)^{2}} \approx 14.384\ \mathrm{N}

x 성분은 F_{B \to C, x} = F_{BC} \cos \theta 여기서 \cos \theta = \dfrac{3.00}{5.00} = 0.600.

F_{B \to C, x} = (14.384\ \mathrm{N}) \times 0.600 \approx +8.63\ \mathrm{N}

3. 알짜 x 성분: F_{\text{net},x} = 0 + 8.63\ \mathrm{N} = +8.63\ \mathrm{N}

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