💡 ヒント：クーロンの法則・電場の強さ

📋 問題の状況を整理しよう

直感的理解

一直線上に +q と -q が置かれていて、(1) 2 電荷間の静電気力、(2) 垂直二等分線上の点 C での合成電場を問う問題です。異符号の電荷は引き合い、同じ大きさの電場をベクトルとして足し合わせるのが合成電場の考え方です。

イメージ：磁石の N 極と S 極のように、+q と -q は互いに引き寄せ合います。電場は「矢印の足し算（ベクトル和）」で計算します。

✏️ 求めるもの

(1) +q と -q の間にはたらく静電気力 \(F\) の大きさと向き。(2) 垂直二等分線上の点 C における合成電場 \(\vec E_C\) の大きさと向き。

🔬 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. (1) 2 電荷間の力：距離は AB 間の \(2a\)。異符号なので引力。クーロンの法則にそのまま代入
  2. (2) C の位置整理：垂直二等分線上の点なので AC = BC。三平方の定理で距離を出す（例：C が中点から距離 \(a\) なら \(AC = \sqrt{2}\,a\)）
  3. 各電場の大きさ：\(E_A = E_B = k\dfrac{q}{(AC)^2}\)
  4. ベクトル合成：対称性から鉛直成分は打ち消し、水平成分だけ残る。角度 \(\theta\) を使って \(E_C = 2 E_A \cos\theta\) のような形で計算
注意

静電気力 \(F\) と電場 \(E\) は別物です。\(F = k\dfrac{q_1 q_2}{r^2}\)（電荷 2 つが関係）、\(E = k\dfrac{Q}{r^2}\)（電荷 1 つがその場に作る電場）。電場は単位電荷あたりの力で、向きは +q から遠ざかる方向、-q に向かう方向です。