クーロンの法則

質問

新学期が始まって初っ端の授業でクーロンの法則の公式だけ教わりました。
そしていきなり問題が出され解けなくて困ってます。

問題
　　Ｑ1，Ｑ2，Ｑ3が静止する条件を求めなさい。
　　（但し、Ｑ1＝Ｑ2＝Ｑ3≠0）

図を添付してありますので見てください。
わかりやすい回答お願いします。

回答No.1

yokkun831 · ベストアンサー

正解は「なし」です。

出題者の意図がどうであるのかわかりませんが，各点電荷が受ける力がゼロとなる条件を求めよというのであれば，

kQ1・Q2/a^2 + kQ1・Q3/(2a)^2 = 0　∴4Q2 = -Q3
kQ2・Q1/a^2 - kQ2・Q3/a^2 = 0　　∴Q1 = Q3
kQ3・Q1/(2a)^2 + kQ3・Q2/a^2 = 0　∴4Q2 = -Q1

まとめると，

Q1 = Q3 = -4Q2

となります。
（Q1 = Q2 = Q3 ≠ 0はさすがに間違いで，Q1≠0,Q2≠0,Q3≠0ではないですか？）

しかし，この条件による電荷の配置は「安定」ではなく，わずかに位置がずれると電荷は動き出してしまいます。したがって，静止する条件は「なし」が正解だと思います。

クーロンの法則の公式だけ教わったというレベルであるならば，おそらくQ1=Q3=-4Q2を答えさせようというのが題意だと思われますが，もしそうであるならば問題が不適切であるというべきです。

お礼

回答ありがとうございます。

そうですね流石に（Q1 = Q2 = Q3 ≠ 0はさすがに間違いで，Q1≠0,Q2≠0,Q3≠0）だと思います。
明日この問題のレポートを先生に提出するのでその際、詳しく聞いてみたいとおもいます。

ありがとうございました。