ForHosting KIT · 工学・建築

電場による力の計算ツール

Q: 電荷の符号は重要ですか？

はい。 正のqはEの向きに力を感じ、負のqはEと逆向きに感じます。本ツールは選んだ軸に沿った符号付きスカラーを返します。

Q: 二電荷のクーロンの法則を解きますか？

いいえ。 与えられた電荷に与えられた場の強さを掛けます。q1、q2、間隔から力が必要なら二電荷クーロンツールを使ってください。

2マイクロクーロンの電荷が5000 N/Cの電場にあると、0.01 Nの力を受けます。電荷と電場を符号付きで入れると、正の電荷なら電場の向き、負の電荷なら逆向きの力がニュートンで出ます。ブラウザで無料で使えます。

無料
ブラウザで動作
登録不要
データは端末の外に出ません

無料で実行 API仕様を見る

ご利用方法ウェブAPIメールTelegramアプリ近日

計算例

入力した場合

電荷: 0.000002
電界の強さ: 5,000

結果

電荷: 0.000002
電場: 5,000
電界: 5,000
F: 0.01

電場による力の計算ツールは、電荷に電場の強さを掛けて、その場がその電荷に及ぼす力を求めます。qをクーロン、Eをニュートン毎クーロン（またはボルト毎メートル）で入力すると、ニュートン単位のF＝q×E、読みやすい方程式文字列、固定精度のqとEのエコー、宿題や単体テストに貼れる段階的な代入結果を返します。正と負の電荷は同じ場の軸に沿って力の向きを反転させるため、符号付きスカラーは大きさと同じくらい重要です。

一様場中の電荷における F = qE の意味

古典静電気学では、一様電場Eは点電荷qに F＝q E の力を及ぼします。qとEをSI単位—電荷はクーロン、場はニュートン毎クーロンまたはボルト毎メートル—で表すと、積Fはニュートンになります。式は試験電荷に対する場の強さの局所定義で、Eは単位電荷あたりの力なので、整理すると F＝q E になります。

向きは選んだ軸に沿った符号の積に従います。正電荷はEの向きに力を感じ、負電荷はEと逆向きに感じます。電荷ゼロまたは場ゼロは力ゼロとなり、物理的に妥当で、本ツールはエラー扱いしません。

モデルは電荷位置での一様場、または既知の局所場値を仮定し、非一様マップの積分、ポアソン方程式の求解、遠方源からのE計算は行いません。教員と自動採点は符号付き算術と単位の一貫性を、掛け算そのものと同じくらい重視します。マイクロクーロンを換算なしで生の数と混ぜると10のべきでずれた値になり、黙った単位変換はその誤りを隠します。

全体でSIを優先し、ミリクーロン、ナノクーロン、キロボルト毎メートルは呼び出し前に換算して、積がすでにニュートンになるようにしてください。

実務上の注意、限界、関連検索

電荷と場を公開された絶対範囲内に保ち、積がソルバが拒否せざるを得ない非有限の力に溢れないようにしてください。ニュートンでFが欲しく、後で頭の中で再スケールしたくない場合は、マイクロクーロンとキロボルト毎メートルを呼び出し前に基本SIへ換算します。指導では例を組み合わせます。

本ページは電場による力の計算、F equals q E、電場中の電荷への力を探す人向けで、二電荷のクーロン法則ソルバでもガウス法則の場探索でも、完全なベクトル場ビジュアライザでもありません。すでにスカラーのqとEがありFだけが必要なときに本能力を使い、二点電荷の文章題なら先にEを求めるかクーロン力ツールを使います。

往復確認は容易です。手で q×E を再計算し、同じ12桁丸めの範囲で公開された力と一致すること、qまたはEの符号反転がFの符号を反転させ大きさを保つことを確認してください。

活用例

F = qE の宿題確認

学生は教科書問題の電荷と場を入力し、提出前に手書きの力の大きさと符号を決定的な結果と比較します。

電磁気ソルバの単体テスト

正・負・ゼロ力の既知ケースと意図的な非数値拒否を生成し、コーディングkataの期待値に使います。

静電セットアップの実験前チェック

技術者は既知の一様平板場中の帯電試料にかかる力を見積もり、電圧や電極間隔を調整する前に確認します。

よくある質問

電場中の電荷にかかる力は何ですか？

一様電場E中の点電荷qでは力は F = q E です。SI単位ではqをクーロン、EをN/C（またはV/m）とするとFはニュートンになります。

電荷の符号は重要ですか？

はい。正のqはEの向きに力を感じ、負のqはEと逆向きに感じます。本ツールは選んだ軸に沿った符号付きスカラーを返します。

二電荷のクーロンの法則を解きますか？

いいえ。与えられた電荷に与えられた場の強さを掛けます。q1、q2、間隔から力が必要なら二電荷クーロンツールを使ってください。

マイクロクーロンを先にクーロンへ直す必要があるのはなぜですか？

このツールは単位を換算せず、入力した値をそのまま掛け合わせるためです。クーロンとニュートン毎クーロンで入れれば力はニュートンで出ます。たとえば2マイクロクーロンは0.000002 Cです。

電荷か電場がゼロのときはどうなりますか？

力はゼロになります。これは物理的に正しい結果なので、エラーにはなりません。電荷がないか電場がなければ、電気的な力ははたらきません。

開発者向け — APIアクセス

このページの機能はすべてAPIからも利用できます。自社システムに組み込みたいチーム向けのセクションです。それ以外の方は上のツールをそのままお使いください。

エンドポイント

POSThttps://api.kit.forhosting.com/elec/electric-field-force

Bearerトークンで認証し、POST1回でタスクをキューに登録します。結果はWebhookまたは署名付きリンクで受け取れます。

お使いのスタックから呼び出す

curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/elec/electric-field-force \
  -H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"q":0.000002,"E":5000}'

const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/elec/electric-field-force", {
  method: "POST",
  headers: {
    "Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
    "Content-Type": "application/json"
  },
  body: JSON.stringify({
    "q": 0.000002,
    "E": 5000
  })
});
const { task_id } = await res.json();

import os, requests

res = requests.post(
    "https://api.kit.forhosting.com/elec/electric-field-force",
    headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
    json={
    "q": 0.000002,
    "E": 5000
},
)
task_id = res.json()["task_id"]

<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/elec/electric-field-force", false, stream_context_create([
  "http" => [
    "method"  => "POST",
    "header"  => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
    "content" => '{"q":0.000002,"E":5000}',
  ],
]));
$task = json_decode($res, true);

body := bytes.NewBufferString(`{"q":0.000002,"E":5000}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/elec/electric-field-force", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)

リクエスト例

{
  "q": 0.000002,
  "E": 5000
}

レスポンス例

{
  "task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
  "type": "elec.electric_field_force",
  "status": "queued",
  "_links": {
    "result": "/tasks/tsk_…/result"
  }
}

非同期APIです。task_idは即時に返ります。ポーリングは1秒あたり1リクエストまでです。

料金

1リクエストあたり$0.002

単価はすべて公開しています。トークン換算や独自クレジットはありません。失敗したタスクは課金されません。

制限

max_abs 1000000000000

エラー

HTTP	コード	意味
`401`	`unauthorized`	APIキーが無効か、指定されていません。Authorizationヘッダーを確認してください。
`402`	`insufficient_balance`	残高が不足しています。チャージ後に再度お試しください。
`404`	`unknown_type`	指定されたタスクタイプは存在しません。タイプ名を確認してください。
`429`	`rate_limited`	リクエストが多すぎます。しばらく待ってから再度お試しください。

技術的な注記

数値でない入力、欠落、範囲外は力をでっち上げず invalid_input で失敗します。経路は純粋に決定的な算術で—ネットワークなし、乱数シードなし、壁時計依存なし—無料のブラウザ実行と前払いAPIは、固定小数点丸め後に毎回同じJSONを返します。

一様場中の電荷における F = qE の意味

検証経路は公開フィールドと同じ固定丸めで q×E を再計算し、成功応答には常にテストやワークシートで断言できる手順が付きます。

APIの呼び方と返却内容

クライアントを制御できる場合は事前整形文字列より数を送り、数値文字列は任意の科学記法を含む厳密な有限数値パターンに一致する場合のみ受け付けます。必須の有限数を2つ持つJSON本体を送ってください。q（別名 charge と Q）はクーロン単位の電荷、E（別名 electric_field、field、field_strength）はニュートン毎クーロンまたはボルト毎メートルの電場強度です。絶対値は公開上限の1兆以内に収め、Workerとブラウザ上のIEEE倍精度で中間積が有限のままになるようにします。成功時は丸めたqとcharge、E、electric_field、fieldをエコーし、Fとforceを同じ丸め積に、formulaを文字列 F equals q E に、equationを人間が読める代入行に、unit_forceをN、unit_chargeをC、unit_fieldをN/Cに、messageを短い要約に、stepsを与えられた値・式・代入・向きの注記・要約の順序付き配列に設定します。検証失敗—欠落フィールド、非数値文字列、非有限数、絶対限界外、非有限の積—は invalid_input を返し、課金されません。料金は成功リクエストごとに固定の $0.002 で、単位はitem、限界単位価格はゼロです。

実務上の注意、限界、関連検索

5千N/Cの場で2マイクロクーロンなら力は0.01N、負電荷は力の符号を反転、場ゼロは力ゼロ、非数値文字列は硬い invalid_input 経路を示します。invalid_input を返す失敗タスクは前払い残高を消費せず、学習者がわざと悪い文字列を送る探索スクリプトを安く保てます。

技術的な質問

qまたはEがゼロの場合は？

そのとき F = 0 です。ゼロ力は有効な結果で、invalid_input とは扱いません。

電場による力の計算は無料ですか？

ブラウザツールは無料でローカル実行です。API呼び出しは成功リクエストごとに $0.002 の前払いKIT残高を使い、失敗タスクは課金されません。

KITの完全なドキュメントを見る →

電場による力の計算ツール

無料で実行

計算例

一様場中の電荷における F = qE の意味

実務上の注意、限界、関連検索

活用例

F = qE の宿題確認

電磁気ソルバの単体テスト

静電セットアップの実験前チェック

よくある質問

関連ツール

開発者向け — APIアクセス

エンドポイント

お使いのスタックから呼び出す

リクエスト例

レスポンス例

料金

制限

エラー

技術的な注記

一様場中の電荷における F = qE の意味

APIの呼び方と返却内容

実務上の注意、限界、関連検索

技術的な質問

ありがとう