💡 ヒント:電場の重ねあわせ(2次元配置)

📋 問題の状況を整理しよう

直感的理解

正方形の頂点など、2次元的に配置された電荷が点 P につくる電場を合成する問題です(例題2の1次元配置より難しい)。

各電荷が P につくる電場ベクトルを描いて、成分ごとに分解して足します。対称性がある配置では、一部の成分が打ち消し合うことが多いので、最初に対称性を見抜くと計算が楽になります。

✏️ 求めるもの

点 P における合成電場の大きさ と 向き。選択肢に \(\sqrt{2}\) などが出てくるなら、対称性による合成の結果だと推測できます。

🔬 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. 座標と距離を固める:正方形や長方形の配置なら対角線の長さ(\(\sqrt{2} \cdot 辺\) など)を確認
  2. 各電場の向きを矢印で描く:正は押す、負は引く(例題2の考え方が基本)
  3. 成分分解:各電場を x, y 成分に分ける。\(\cos\theta, \sin\theta\) を使う
  4. 対称性を活用:打ち消し合う成分がないか確認(計算が激減する)
  5. 合成:残った成分を足し、必要なら三平方で大きさを出す
注意

距離 \(r\) は A, B から P までの実距離。対角線方向なら \(\sqrt{2}\) 倍、立体なら三平方を繰り返す。また電場ベクトルの向きは電荷の符号で決まる:正 → 電荷から外向き、負 → 電荷へ向く。矢印の向きを間違えると答えが真逆になる。