공기 중 무한 평면도체의 표면으로부터 2m 떨어진 곳에 4C의 점전하가… | [전기철도기사 필기] 21년 1회차 기출문제 상세 페이지

무한 평면도체 근처 점전하에 작용하는 힘은 상 방법(method of images)으로 구한다. 도체 표면의 유도 전하가 만드는 전기장은 도체 표면 반대편에 같은 크기의 음의 상(image) 전하가 있을 때와 동일하다. 점전하 q = 4C가 도체로부터 거리 d = 2m일 때, 상 전하 -q는 도체 반대편 거리 d = 2m에 위치하므로 두 전하 사이의 거리는 2d = 4m이다. 
쿨롱 법칙에 따라 점전하가 받는 힘은 $F = \frac{1}{4\pi\epsilon_0} \frac{q \cdot q}{(2d)^2} = \frac{1}{4\pi\epsilon_0} \frac{4 \times 4}{16} = \frac{1}{4\pi\epsilon_0}$ N이다.