고급 물리학 과제 – Ch. 23 Electric Field
Physics Education, Daegu University
Mar.12, 2018
1. 헬륨원자 핵 내부에서 두 양성자가 상호작용하는 정전기력의 크기는 얼마인가? 단, 양성자의 전하
량 e = 1.60 × 10−19 C이고, 두 양성자 사이의 거리 r = 2 × 10−15 m 이다.
2. 두 대전입자가 그림 1과 같이 놓여있다. q1 = 0.15µC은 원점에, q2 = 0.35µC은 양의 x 축 x2 =
0.40m에 위치한다. 평형위치(작용하는 힘의 합이 0)에 있으려면 세 번째 대전입자 q3 는 어디에 위치
해야하는가?
그림 1: Equilibrium position
3. 똑같이 대전된 두 구가 같은 길이 l = 1.50m의 절연체 줄로 천장에 매달려 있다(그림 2a). 각 구가
q = 25.0µC의 전하로 대전되면 두 줄이 수직선과 각도 25◦ 를 이루면서 두 구가 정지한다. 구의 질량은
얼마인가?
4. 전하 q1 = +1.28µC의 구슬이 수평 아래로 θ = 42.3◦ 의 각도를 이루는 절연체 줄에 그림 2b처럼
고정되어 있다. 전하 q2 = −5.6µC의 두 번째 구슬은 마찰 없이 줄에서 미끄러 질 수 있다. 두 구슬의
분리거리가 d = 0.380 m일 때 두 번째 구슬에 작용하는 알짜 힘은 0이다. 두 번째 구슬의 질량 m2 는
얼마인가?
(b) 줄 위의 구슬
(a) 대전된 두 구슬
그림 2: 문제 3, 4
Assignment № 1
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5. 그림 3a와 같이 한 변의 길이가 d = 1.25 m인 정사각형의 모퉁이에 네 전하들이 놓여있다. q1 =
1.50µC, q2 = 2.50µC, q3 = −3.50µC, q4 = 4.50µC 일 때, 다른 세 전하가 q4 에 작용하는 정전기력의
크기와 방향은 무엇인가?
6. 문제 5의 세 전하 q1 , q2 , q3 가 그림 3b와 같이 직사각형의 세 꼭지점에 놓여있다. 놓여있다. a = 8.0
m이고, b = 6.00 m이다. 이 세 전하가 P 점에 만드는 전기장의 크기와 방향은 무엇인가?
(a) 네 개의 대전된 구
(b) 세 전하가 만드는 전기장
그림 3: 문제 5, 6
~ 구하시오.
7. 다음 그림 4와 같이 쌍극자의 중심으로 부터 x만큼 떨어진 곳의 전기장 E를
그림 4: x축 위의 쌍극자
8. 선전하 밀도가 λ이고, 길이가 2a인 직선 도선을 양분하는 수직선 위의 P 점의 전기장을 구하시오
(그림 5a).
9. 반지름 R = 0.250m의 고리를 생각해보자(그림 5b). 고리의 선전하밀도는 균일하고, 총 전하는
Q = +5.00µC이다. 고리의 중심축 위 거리 d = 0.500 m에 생기는 전기장은 무엇인가?
(a) 유한한 길이의 선전하 밀도
(b) 원형 선전하 밀도
그림 5: 문제 8, 9
Assignment № 1
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