> 고등학생님께서 말씀하시길....
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> 『(-)전하를 띤 전자 두개가 같은 방향으로 나란하게 운동하고 있다.
> 두 전자가 받는 힘에 대한 보기의 설명 중 옳은 것을 모두 고르면?』
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> (-) → - - - - -
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> (-) → - - - - -
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> ㄱ. 서로 밀어내는 전기력을 받는다.
> ㄴ. 서로 당기는 자기력을 받는다.
> ㄷ. 전자의 운동속도가 증가하면 자기력은 증가한다.
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> 이게 문제인데요.( (-)는 제가 전자를 나타낸 것입니다. )
> 두 개의 전자가 전기력을 받는건 이해하겠는데요.
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> 두 개의 전자가 서로 당기는 자기력을 받나요?
> 상대속도가 0인데 자기력을 안 받지 않을까요...?
>
> 제가 생각해봤는데, 전기적인 척력때문에 전자들이 멀어지면서 자기력을 받을 수는
> 있을 것 같더라고요. 그렇지만 이대로라면 판단 내리기가 애매하지 않나...싶어서요.
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> 그리고 가장 결정적인 것이 'ㄷ'보기.
> 이 상황에서 속도가 증가하면 자기력도 증가하나요?
> 속도가 증가하더라도 어차피 상대속도는 그대로 0이니까 자기력이 더 세지진
> 않을 것 같은데...
>
> 그리고 애초에 전자 두 개가 이렇게 나란히 운동할 수 있는지도 의문입니다.
> 이 문제에 대한 답변해 주시면 정말 감사하겠습니다.
>
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답은 ㄱ, ㄴ, ㄷ이 다 맞군요.
상대속도가 영이기 때문에 자기력을 받지 않는다는 것은 근거가 없습니다. 단지 상대성이론에 위배되어 보인다고 의문을 품은듯 한데 그렇다면 아주 중요한 지적을 하신 것입니다. 만일에 두 전하를 따라가면서 관찰하게 되면 두 전하는 정지해 있는 것이 되고 자기장도 없고 자기력도 없습니다. 이때에는 전기력만 존재하는데 당연히 질문하신 경우보다 전기장이 약하게 형성되고, 또한 전기력도 약하게 관찰됩니다. 이는 전기장, 자기장이 상대론적으로 변환하여 서로 왔다갔다하게 되는 것을 뜻합니다. 이 부분에 대해서는 전자기 이론의 상대론적인 변환에 대해 전문서적에서 참고할 수 있습니다.
한편 두 전하가 나란하게 운동하는 다른 강제력이 있었다는 것이 전제될 것입니다. 즉 자유공간에서 전하가 나란하게 운동할 수는 없겠지만 도선을 따라서라든지 다른 방법으로 운동을 시키는 상황입니다.
정기수 |
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님이
남겨주셨습니다.
[Re]나란히 운동하는 두 전자가 느끼는 힘