写真の問題についてですが、わからないことが2つあります。 ①赤線部に「電気力線は直線Lに垂直になる」

写真の問題についてですが、わからないことが2つあります。
①赤線部に「電気力線は直線Lに垂直になる」と書かれていますが、解説を見ると、電気力線は半径rの円柱の側面を貫いてることになっていますが、Lと垂直な電気力線は、左右上下の4方向のみではないのでしょうか？
②なぜ、半径rの円柱の側面にしか、電気力線は貫かないのですか？直線Lの両端の電荷から、写真の赤矢印のような電気力線もはたらくと思いました。

No.2 回答者： yhr2 回答日時： 2023/06/23 11:21

No.1 です。

「お礼」に書かれたことについて。

＞なぜ電気力線はLと垂直な方向のみになるのですか？Lに対して、斜めの向き？(Lと電気力線のなす角が直角以外と言えばいいのでしょうか)に電気力線は貫かないのでしょうか？

当然、直線 L 上の一つ一つの電荷（あるいは「微小長さの電荷」）は、「質点」とみなせるので四方八方に電気力線を発します。
L の長手方向、斜め方向にも。

ただし、それを「すべて足し合わせる」ことをすれば、
・ある微小区間の「L の正方向」と「L の負方向」の電気力線は相殺しあう
・斜め方向のうち、「L に平行な成分」は相殺しあい、結果的に「L の垂直な平面上の半径方向の成分」だけが足し合わされる
ということになって、「Lと垂直な方向のみ」になります。

それが解説の最初にある「対称性から」ということです。
この意味を正しく把握できていませんね？

この回答へのお礼

ありがとうございます。納得しました。
確かに、対称性という意味を理解できてないと思います。

お礼日時：2023/06/23 12:07

No.1 回答者： yhr2 回答日時： 2023/06/23 10:37

＞①～Lと垂直な電気力線は、左右上下の4方向のみではないのでしょうか？

どうして「L に垂直」なのが4方向だけなのですか？
そもそも、誰が「水平、上下」をどちら向きに定めるのですか？
回転させれば、その「４方向」は連続的につながりますよね？

＞②～直線Lの両端の電荷から、写真の赤矢印のような電気力線もはたらくと思いました。

その「一直線上」は、切れて「端」があるのですか？
おそらく「無限長」なんじゃないのかな。そうしたら「両端」はない。

この回答へのお礼

回答ありがとうございます。
追加で質問なのですが、なぜ電気力線はLと垂直な方向のみになるのですか？Lに対して、斜めの向き？(Lと電気力線のなす角が直角以外と言えばいいのでしょうか)に電気力線は貫かないのでしょうか？

お礼日時：2023/06/23 10:53