문제 풀이 원점에 놓인 전하는 중첩의 원리에 따라 x, y축 위에 있는 전하의 벡터합으로 자신에게 작용하는 정전기력을 구할 수 있다. 따라서 x 성분에 작용하는 힘, y 성분에 작용하는 힘으로 나누어서 힘의 크기와 방향을 구해야 한다. 계산은 아래 이미지와 같이 하면 된다. 문제에서 제시된 물리량을 쿨롱의 법칙에 따른 정전기력 계산식에 대입해 주면 위 이미지와 같이 x, y성분의 정전기력을 구할 수 있다. 따라서 원점에 놓인 전하에 작용하는 힘의 크기는 피타고라스 정리에 의해 x성분의 제곱과 y성분 제곱의 합의 제곱근이 되고 힘의 방향은 아크탄젠트로 구할 수 있다. 힘의 크기와 방향의 계산 결과는 아래와 같다. 결과를 그림으로 표현하면 아래와 같다. 결론 정전기력은 중첩의 원리가 적용되는데 이를 이해하고..

일반물리학 문제풀이 2023. 11. 26. 18:56

문제 베릴륨 원자핵이 헬륨 원자핵 2개로 쪼개져 전기력이 작용하는 상황에서 원자핵에 작용하는 전기력과 전기력에 의한 가속도를 묻는 문제다. 문제 상황을 아래 그림으로 보자. 베릴륨의 핵이 알파입자 2개로 쪼개진 상황에서 알파 입자 간 정전기력이 작용하고 있다. 그렇다면 쿨롱의 법칙을 이용해 정전기력의 크기를 구할 수 있다. 위 식에 알파입자의 전하량( +2 × 1.6 ×10^-19C)과 r, 쿨롱상수를 대입하면 전기력의 크기를 구할 수 있다. 정답은 아래 이미지와 같다. 다음은 이 힘에 의한 알파입자의 가속도를 구할 차례다. 가속도를 구하는 식은 대부분 알고 있을 것이다. 이 식에 알파입자의 질량 m = 4.0026 u, F = (a) 번 정답 을 대입해 주면 가속도 a를 쉽게 구할 수 있다. 정답은 아..

일반물리학 문제풀이 2023. 11. 16. 23:44

문제 이 문제의 상황을 그림으로 표현해 보았다. 왼쪽의 용수철은 q₂전하가 q1전하 밑에 위치하기 전의 모습이고 오른쪽의 용수철은 q₂전하가 q1전하 밑에 위치하여 전기력이 작용해 용수철이 늘어난 모습이다. 아래 영상을 통해 문제 상황을 보다 더 직관적으로 이해할 수 있을 것이다. 문제의 상황을 표현한 애니메이션 0.800μC의 양전하로 대전된 구가 용수철에 매달려 있다. 이 때 용수철은 평형 위치에 있는 것으로 가정했다. 이런 상황에서 -0.600 μC의 음전하로 대전된 구를 용수철에 매달린 구를 밑에 놓게 되면 쿨롱의 법칙에 의해 두 전하 사이에 인력이 작용하게 되고 그에 따라 용수철이 3.5cm 더 늘어나고, 두 구 사이의 거리가 5.00cm가 되었을 때 두 구가 평형 상태에 도달하였다. 이는 용수..

일반물리학 문제풀이 2023. 11. 12. 19:15