물리학 2  (그 첫 번째 숙제 답안지)

Deadline: 2004년 9월 20 일 월요일 오후 4:30 까지 (시간 엄수)

1. 퀴즈

(a) 각자 좋은 생각, 전자기학은 고전역학과 상대성이론은 연결한다

(b) 전하가 +3q인 대전입자와 전하가 q인 대전입자가 있다. 전기력선을 그려라.

+3q                          -q

2. (a) [eqn: Fe over Fg = {k_e e^2 /r^2} over {G {m_1 m_2 / r^2}} = {k_e e^2 } over {G m_1 m_2 }]

[eqn: = {9.0 X 10^9 N m^2 /C^2 (1.6 times 10^-19 C)^2} over {(6.7 times 10^-11 Nm^2 /kg^2 ) times (9.11times10^-31 times 1.67times 10^-27 kg)} = 2.3 times 10^39]

(b) [eqn: E= k_e Q over r^2 = {9.0 times 10^9 Nm^2 / C^2 times 1.6 times 10^-19 C }over {(5 times 10^-11 m )^2 } = 5.8 times 10^11 N/C]

3.  [eqn: F_x = F_e_x +F_g_x + T_x = 0], [eqn: F_y = F_e_y +F_g_y + T_y = 0]

using  [eqn: F_g_x = F_e_y = 0], [eqn: T_x = Tsin theta] , [eqn: T_x = Tcos theta]

[eqn: F_e = Tsin theta] [eqn: F_g = Tcos theta] 그러므로 [eqn: F_e over F_g = tan theta] using [eqn: F_e = k_e q^2 over {( 2 l sin theta) ^2}] [eqn: F_g = mg]

[eqn: q^2 = {tan theta mg (2l sin theta)^2 }over k_e] or [eqn: q = { 2l sin theta} sqrt{tan theta mg over k_e}]

4.  [eqn: vec E = int dq over r^2 hat r = int_0^pi dE sin theta (-hat j) = k_e int_0^pi sintheta dq over a^2 (-hat j)] where [eqn: dE = k_e dq over a^2] ,  [eqn: lambda = Q over {pi a}] ,[eqn: dq = lambda dl = lambda a d theta] 크기 [eqn: E=k_e 1 over a^2 int_0^pi sin theta (lambda a d0) = 2 k_e lambda over a = {2ke Q} over {pi a^2 }] 방향 -y 방향

5. [eqn: Phi_E = oint vecE bullet d vec A = Q_\int over epsilon_0]

(a) r<R  [eqn: E(2pirL) = {rho pi r^2 L} over epsilon_0] or [eqn: E= rho over 2_epsilon_0 r]

[eqn: r ge R], [eqn: E(2pirL) = {rho pi R^2 L} over epsilon_0] or [eqn: E= rho over 2_epsilon_0 R^2 over r]

(b) r 에 대한 전기장의 변화를 그래프로 그려라.