Закон Кулона
Закон Кулона описывает, с какой силой взаимодействуют два неподвижных точечных электрических заряда. Одноимённые заряды отталкиваются, разноимённые притягиваются.
Закон применяют к взаимодействию электрических зарядов, если размерами заряженных тел можно пренебречь по сравнению с расстоянием между ними. Заряды считают точечными, а силу направляют вдоль прямой, соединяющей заряды.
Формула
Здесь \(F\) — модуль силы взаимодействия, \(q_1\) и \(q_2\) — заряды, \(r\) — расстояние между ними, \(k \approx 9\cdot10^9\ \text{Н·м}^2/\text{Кл}^2\) — коэффициент пропорциональности для вакуума и воздуха. Направление силы определяют по знакам зарядов: при одинаковых знаках — отталкивание, при разных — притяжение.
Заряды \(q_1=2\cdot10^{-6}\ \text{Кл}\) и \(q_2=3\cdot10^{-6}\ \text{Кл}\) находятся на расстоянии \(r=0{,}3\ \text{м}\). Тогда \(F=9\cdot10^9\cdot\frac{2\cdot10^{-6}\cdot3\cdot10^{-6}}{0{,}3^2}=0{,}6\ \text{Н}\). Если заряды одноимённые, они отталкиваются; если разноимённые — притягиваются.
Закон Кулона вычисляет силу между двумя зарядами, а не напряжённость электрического поля. Кроме того, расстояние \(r\) нужно возводить в квадрат: если увеличить его в 2 раза, сила уменьшится в 4 раза.
Как изменится сила взаимодействия, если расстояние между зарядами увеличить в 3 раза?
Численные тапсырма на применение формулы разобраны на странице тапсырма на закон Кулона.
Главное
- \(F=k\frac{|q_1q_2|}{r^2}\) — формула силы взаимодействия точечных зарядов.
- Сила направлена вдоль линии, соединяющей заряды; одноимённые заряды отталкиваются, разноимённые притягиваются.
- Увеличение расстояния в \(n\) раз уменьшает силу в \(n^2\) раз.