💡 ヒント:点電荷のまわりの電位

📋 問題の状況を整理しよう

直感的理解

正の点電荷は、自分を中心に「電位の山」を作ります。山の頂上(電荷の位置)で電位が最大、離れるほど下がります。

大事なのは、電位 \(V\) は距離 \(r\) に単純に反比例(\(V \propto 1/r\))すること。一方で電場 \(E\) は \(1/r^2\) に比例するので、減り方の速さが違うのがポイント。

✏️ 求めるもの

点電荷 \(Q = +3.0 \times 10^{-8}\) C から距離 \(r = 0.60\) m の点の電位 \(V\) [V]。クーロン定数 \(k = 9.0 \times 10^9\) N·m²/C²。

🔬 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. 公式を書く:\(V = kQ/r\)。問題の数値を代入する
  2. 分子を先に計算:\(kQ = 9.0 \times 10^9 \times 3.0 \times 10^{-8}\)。係数の積と指数の積を別々に
  3. 分母 r で割る:最後に 0.60 で割り算。単位は V(ボルト)
注意

点電荷の電場電位を混同しないこと:
電場 \(E = kQ/r^2\)(分母は \(r^2\)、向きあり)
電位 \(V = kQ/r\)(分母は \(r\)、向きなし)
問題 4 と問題 9 を並べて違いを確認すると覚えやすい。