2009년07월26일 14번

[전기자기학]
공기 중에서 무한 평면 도체 표면 아래의 1[m] 떨어진 곳에 1[C]의 점전하가 있다. 전하가 받는 힘의 크기 [N]는?

① 9 × 109
② 9/2 × 109
③ 9/4 × 109
④ 9/16 × 109

(정답률: 60%)

문제 해설

전하가 받는 힘의 크기는 쿨롱 법칙에 의해 결정된다. 쿨롱 법칙은 두 전하 사이의 힘을 계산하는 공식으로 다음과 같다.

F = k * q1 * q2 / r^2

여기서 F는 힘의 크기, k는 쿨롱 상수 (8.99 × 10^9 N·m^2/C^2), q1과 q2는 전하의 크기, r은 두 전하 사이의 거리이다.

이 문제에서는 전하가 무한 평면 도체 표면 아래에 있으므로, 전하와 표면 사이의 거리는 고려하지 않아도 된다. 따라서 전하가 받는 힘의 크기는 다음과 같다.

F = k * q1 * q2 / r^2
= (8.99 × 10^9) * (1) * (1) / (1^2)
= 8.99 × 10^9 N

따라서 정답은 "9 × 10^9"이다.

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