SonofSamlawのブログ

うひょひょ

コンデンサ問題 難しい問題と回答

ライター:mpcsp079さん(最終更新日時:2016/3/29)投稿日:2014/10/3    

 

かなり難しいコンデンサの問題である

 


 

質問

http://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q14136336704;_ylt=A7YWPRVA4y1UvX4APjr5TuB7

物理のエッセンス 電磁気編の33番の問題について質問です 

エッセンスに書いてある必殺技解法に従って、適当に電位を決めましたが、
 解答のような割り振りでなく、xの場所を0[V]、yの場所をx[V]、0の場所をy[V]と割り振りましたが、うまく解けませんでした

xとyの2変数に対して、3本の連立方程式が建てられるのでその内適当な2本を選んで解いてみたところ、正しく解ける組み合わせがただ一つだけあったのですが他のではダメだったのです

選ぶ連立方程式の組み合わせで答えが違うなんておかしくて気になります
 もちろん、よく考えれば、負の電荷が集まってる場所が0Vと割り振られるのは当然のことなのはわかるんですが…

なぜこんなことになるのかがわからないので教えてください…

画像は、
 上半分が問題で、下半分が解答です 


■回答

V1+V2=V3---(2)
 Q1+Q3=40μC--(2)
 Q2-Q1=10μC--(3)
 Q2+Q3=50μC---(4)

 (1)より
Q1/C1+Q2/C2=Q3/C3
 (2)より
Q3=40μーQ1
 (3)より
Q2=10μ+Q1

これらより
Q1/C1+(10μ+Q1)/C2=(40μーQ1)/C3
 Q1(1/C1+1/C2+1/C3)=-10μ/C2+40μ/C3
 Q1*1.66666E6=ー3.33333
 Q1=-2E-6

 答えはー2μC