１Ｑの電荷を１m／Ｓまで加速する仕事は？（その３）

質問

図のように円周１mの管に１クーロンの点電荷（質量はゼロ）を入れ秒速１mまで加速します。この時この回路のエネルギーはいくらですか？
－参考ー
この回路の電流は１Ａです。従って０．５×L×1A×１Ａ（J）のエネルギーがあります。
（従って質問はこの回路のLを求めるのと同じです。）

回答No.8

アウストラロ ピテクス（@ngkdddjkk）

すみません、よく考えたら光速度不変だからローレンツ力は受けますね。

補足

回答有難うございます。
その４を投稿したのでよろしくお願いします。

回答No.7

アウストラロ ピテクス（@ngkdddjkk）

e/mを磁場を使った実験から求めることもできるのですが、たしか質量のない電荷なら磁場をかけたときの半径が無限大だったか０だったかになってしまい、ローレンツ力が得られないんじゃないですか？

そもそも外場によって円形の軌跡すら描くことができないです。

回答No.6

tadys

１ターンコイルのインダクタンスを求めたいのであればこちらから
http://www.eonet.ne.jp/~hidarite/ce/denjiki03.html
ただし、コイルは導電体ですから電荷は均一に分布します。
分布した電荷を１か所に集める為には何らかのエネルギーが必要です。

点電荷が有るという事は電場に伴うポテンシャルエネルギーが有るという事です。
質量とエネルギーの等価性により、電場のエネルギーには質量が伴います。
質量の無い点電荷という考えは破綻しています。

間違った前提からは間違った結果しか得られません。

補足

回答有難うございます。
その４を投稿したのでよろしくお願いします。

回答No.5

アウストラロ ピテクス（@ngkdddjkk）

さっき思い出したので、追加させてください。

自己インダクタンスは形状パラメータなので、電荷の質量の有無は関係ありません。

余談ですが、超伝導体を用いたジョセフソン接合の場合、自己インダクタンスにハーモニック項が存在するという特殊なものもあります。

回答No.4

アウストラロ ピテクス（@ngkdddjkk）

補足追加で説明すると、エネルギーの組み合わせ単位をかんがえてみてください。

J=kg・m^2/s^2=A・V・s
ですので、質量のない物質のエネルギーの概念は破綻します。

回答No.2

アウストラロ ピテクス（@ngkdddjkk）

すみません。ミスがありました。
L=16μs×10^(ー7)/π
です。

したがって、エネルギーも2倍してください。

回答No.1

アウストラロ ピテクス（@ngkdddjkk）

しつこいだろうと思いますが、前回も前々回も回答したものです。

結局、質量ゼロって言うことがそもそもおかしいんです。
私以外の回答者からも指摘を受けていましたよね？

前回の論述からすると、電界により速度が０から一瞬にして光速になることから題意を満たす速度が作れません。

しかし、敢えてこれを破って解いてみます。
LはL=φ/I
Φ=μH/S=μI/πS=4μI/π^2
(Hはアンペア周回積分の法則より)

したがって、L=4μ/π^2=8μs×10^(ー7)/π
(μは透磁率、μsは比透磁率)

したがって、エネルギーは
0.5×L=4μs×10^(ー7)/π