問題 3
距離 の平行金属板に電位差 を保ち、一様電場を作る。端効果を無視し、 軸は正極板から負極板を向く。符号付き電荷 、質量 の粒子を板間に置く。(a) 電場の大きさと向きを求めよ。(b) の場合も含めて電気力を求めよ。(c) 方向に距離 動くときの電場の仕事と電位エネルギー変化を求めよ。 符号規約は全ての計算で一貫して用い、各量の単位をSI単位系で確認する。各設問は前の設問で得た中間結果を利用するが、物理法則は問題のモデルが成立する区間に限って適用する。最後に初期条件と予想される変化を照合し、可能であれば別の関係式や極限の場合でも検算する。 本問で使う量は設定で定義した記号で表し、各記号が距離・時間・質量・温度・抵抗などどの物理量を表すかを混同しない。数式の各項は同じ次元をもち、得られる結果は運動方向、電流方向、熱の移動方向など、設問で指定した条件に合わなければならない。 数式の変形は各段階で元の定義と照合し、途中の符号や単位を省略せず確認する。
problems.proof.stepOf
problems.proof.analysis
式を組み合わせて中間量を消去し、求める量を取り出す。系の拘束条件または保存則を用いている。