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대지면에 높이 h(m)로 평행하게 가설된 매우 긴 선전하가지면으로부터 … | [전기철도기사 필기] 18년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[전기철도기사 필기] 18년 1회차
대지면에 높이 h(m)로 평행하게 가설된 매우 긴 선전하가지면으로부터 받는 힘은?
1
h에 비례
2
h에 반비례
3
h2에 비례
4
h2에 반비례
해설

지면 위 높이 hh에 가설된 무한장 선전하가 대지로부터 받는 힘은 hh에 반비례한다.

접지된 대지면은 영상전하법으로 다룰 수 있어, 지면 아래 hh 지점에 크기가 같고 부호가 반대인 영상선전하가 있는 것과 등가이다.

두 무한장 선전하 사이의 단위길이당 힘은 F=ρℓ22πε0×2hF=\dfrac{\rho_\ell^2}{2\pi\varepsilon_0\times2h}로, 두 선전하 사이 거리 2h2h에 반비례하므로 결국 hh에 반비례하는 관계가 된다.

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