💡 ヒント：電場・電位

📋 問題の状況を整理しよう

直感的理解

点電荷 +Q から距離 \(r\) 離れた点の電場 \(E\) と電位 \(V\) を求める問題です。

距離を 2 倍にすると、電場は 1/4 になりますが電位は 1/2 にしかなりません。電場の方が距離依存が急速です。

イメージ：電位は「高さ（エネルギー）」のスカラー、電場はその「傾き」。坂道の高さが緩やかに変わっても（\(1/r\)）、傾き（\(1/r^2\)）は急に変わります。

✏️ 求めるもの

点電荷 +Q から距離 \(r\) の位置における電場 \(E\)（大きさと向き）と電位 \(V\)。

🔬 シミュレーションで体感

👀 観察のポイント

💡 考え方のヒント

🔧 使う道具
  1. 電場の大きさ：\(E = k\dfrac{Q}{r^2}\) に \(k, Q, r\) を代入
  2. 電場の向き：+Q なら電荷から遠ざかる向き、−Q なら電荷に向かう向き
  3. 電位：\(V = k\dfrac{Q}{r}\) に代入。符号は \(Q\) の符号と同じ
  4. 指数計算に注意：\(r^2\) の計算（\(0.20^2 = 0.040\) のような）で指数を処理
  5. 単位の確認：\(E\) は N/C（または V/m）、\(V\) は V
注意

電場と電位の違いを明確に：電場 \(E\) はベクトル（大きさと向き）、電位 \(V\) はスカラー（大きさと符号）。距離の式も違います（\(E \propto 1/r^2\)、\(V \propto 1/r\)）。分母を混同しないように。両者の関係は \(E = -dV/dr\) で、「電場は電位の勾配（傾き）」。