일반물리학 문제풀이 (쿨롱의 법칙) -5

일반물리학 문제풀이

by 명쾌 2023. 11. 30. 21:22

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먼저 문제의 물리적 상황을

그림으로 살펴보자

하나의 구에는 3가지의 힘이

작용하고 있다.

끈에 의한 장력, 전기력(척력), 중력

이 힘들 간의 관계를 설명하면

평형상태에서 장력의 y성분은

중력과 같고

장력의 x성분은 전기력과 같다.

이 관계를 이용하여 식을 세울 수 있다.

식은 아래와 같다.

여기서 T는 mg/cosθ와 같으므로

아래 식에 대입할 수 있다.

그렇다면 문제에서 주어진 값들을

대입해서 전하를 계산할 수 있게 된다.

sinθ/cosθ = tanθ임을 이용해서

식을 세우면 전하 q를 구할 수 있다.

따라서 전하 q는

이렇게 된다. (혹은 7.2nC)

장력의 개념과 장력이 어떻게 수식으로 표현되는지 알고 그것을 이용해 장력의 x성분과 전기력이 평형 상태에 있다는 조건으로 식을 세울 수 있는 것이 문제를 푸는 핵심이었다고 생각한다. 장력의 개념과 진자의 운동에 대해 생각해 볼 수 있는 좋은 시간이었다.