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1[9급 지방직 고졸경채 물리] 24년 1회차

(가)와 (나)는 각각 양의 전하량  $Q$ ,  $Q$ ,  $2Q$ 를 가진 점전하 A, B, C의
두 배열을 나타낸 것이다. (가)에서 B에 작용하는 전기력의 크기가
 $F$ 일 때, (나)에서 B에 작용하는 전기력의 크기는?

배열 A의 위치 B의 위치 C의 위치
(가)  $x = 0$  $x = d$  $x = 2d$ 
(나)  $x = 0$  $x = d$  $x = 3d$

배열	A의 위치	B의 위치	C의 위치
(가)	$x = 0$	$x = d$	$x = 2d$
(나)	$x = 0$	$x = d$	$x = 3d$

 $\frac{1}{4}F$

 $\frac{1}{2}F$

$F$

 $2F$

해설

(나)에서 B가 받는 전기력의 크기는  $F$ 의 절반이다.
쿨롱 법칙  $F = k\dfrac{q_1q_2}{r^2}$ 에서 A는 B를  $+x$  방향, C는 B를  $-x$  방향으로 민다.
(가):  $F = \dfrac{2kQ^2}{d^2} - \dfrac{kQ^2}{d^2} = \dfrac{kQ^2}{d^2}$ 
(나):  $\dfrac{kQ^2}{d^2} - \dfrac{2kQ^2}{(2d)^2} = \dfrac{kQ^2}{2d^2} = \dfrac{1}{2}F$ 
 $F$ 로 본 경우: C까지 거리가 2배가 되어 C의 힘이 4분의 1로 줄었으므로 합력이 달라진다.
 $2F$ 로 본 경우: 반대 방향 힘이 줄었지만 합력은 오히려 작아졌다.
 $\dfrac{1}{4}F$ 로 본 경우: A의 힘은 그대로이므로 합력 전체가 4분의 1로 줄지 않는다.

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