💡 ヒント：極板間の引力

📋 問題の状況を整理しよう

直感的理解

コンデンサーの正極板と負極板は互いに引き合う。しかし、正極板が感じる電場は「負極板が作る電場だけ」です（自分自身の電場は自分には力を及ぼさない）。一様電場 \(E\) の値は正極板 + 負極板の合計だから、正極板が感じる電場は \(E/2\)。

したがって引力は \(F = QE/2 = Q^2/(2\varepsilon_0 S)\) の形になります。

✏️ 求めるもの

平行板コンデンサーの極板間に働く引力 \(F\)。

🔬 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. 全体の電場 \(E\) を整理：問題で \(V, d\) が与えられるなら \(E = V/d\)、\(Q, S\) が与えられるなら \(E = Q/(\varepsilon_0 S)\)
  2. 半分にする：極板が感じるのは片方分なので \(E/2\)
  3. 力 = 電荷 × 電場：\(F = Q \cdot (E/2)\)
  4. エネルギー法との確認：\(F = dU/dx\) で検算できる（発展内容）
注意

うっかり \(F = QE\) と書くと2 倍ずれる。これが最頻出のひっかけ。「自分の電場は自分に力を及ぼさない」ことを必ず意識する。