図1のように、正電荷を帯びたおもりが絶縁体の糸で天井の点Oからつり下げられ、水平右向きに一様な電界が加えられている。つり合いの位置Aから点Bまでおもりを静かに運ぶのに必要な仕事と、点Aから点Cまでおもりを静かに運ぶのに必要な仕事の大小関係はどうなるか。正しいものを、下の①~④のうちから一つ選べ。ただし、点Bと点Cは同じ高さにある。
① 点Bまで運ぶ仕事の方が大きい。
② 点Cまで運ぶ仕事の方が大きい。
③ 仕事は同じである。
④ おもりの正電荷と質量の大きさによる。
#センター05追試
この問題で考えなければいけないのは、重力に逆らってする仕事と電界に逆らってする仕事の2つです。張力は考える必要はありません。
重力に逆らってする仕事というのは重力による位置エネルギーのことであり、点Bと点Cは高さが同じであるので、これは同じです。
そして、電界(電場)は右向きであり、正電荷は放っておくと左から右へ移動していきます。点Aから点Bまで正電荷を運ぶには電界に逆らわなければなりません。点Aから点Cへは放っといても移動します。
というわけで答えは ① です。