物理の問題について質問です。 問題 :図のように、先端に小球をつけた長さl[m]の軽くて伸び縮みしな

物理の問題について質問です。

問題
:図のように、先端に小球をつけた長さl[m]の軽くて伸び縮みしない絶縁体の糸を、O点から2本つり下げた。それぞれの小球は同じ質量m[kg]と正の電気量q[C]をもち、O点を通る鉛直線から角度θの対称な位置でつり合って静止している。クーロンの法則の比例定数をk[Nm^2/C^2],重力加速度の大きさをg[m/s^2]とする。

(1)θがπ/4[rad]のとき、q^2/mを求めなさい。

解答
:小球間の距離を√2lなので、静電気力の大きさをFとすると、クーロンの法則より

F=kq^2/(√2l)^2=kq^2/2l^2

θ=π/4なので

F=mg

ここで質問です。
なぜF=mgなのでしょうか?
解説よろしくお願いします。

図は画像に添付します。

No.1 ベストアンサー 回答者： yhr2 回答日時： 2016/12/16 22:06

θ=π/4 でつりあっているということは、鉛直下向きの重力の大きさと、水平方向のクーロン力の大きさとが「等しい」ということです。

図を書いてみれば分かりますね。

ということで、クーロン力 F=kq^2/(2L^2) が重力 mg の大きさに等しいので

　F = mg

です。

この回答へのお礼

ありがとうございました

お礼日時：2016/12/16 22:29