Elektrisk kraft er interaktionen mellem tiltrækning eller frastød, der genereres mellem to ladninger på grund af eksistensen af et elektrisk felt omkring dem.
En ladnings evne til at skabe elektriske kræfter blev opdaget og undersøgt af den franske fysiker Charles Augustin de Coulomb (1736-1806) i slutningen af det 18. århundrede.
Omkring 1780 skabte Coulomb torsionsbalancen, og med dette instrument demonstrerede han eksperimentelt, at styrkeens styrke er direkte proportional med værdien af de elektriske ladninger, der interagerer og omvendt proportional med kvadratet for den afstand, som adskiller.
Elektrisk kraftformel
Den matematiske formel, også kaldet Coulombs lov, som udtrykker intensiteten af den elektriske kraft er:
I det internationale system for enheder (SI) udtrykkes intensiteten af den elektriske kraft (F) i newton (N).
Vilkårene der1 og hvad2 af formlen svarer til de absolutte værdier for de elektriske ladninger, hvis SI-enhed er coulomb (C), og afstanden, der adskiller de to ladninger (r), er repræsenteret i meter (m).
Proportionalitetskonstanten (K) afhænger af det medium, hvori ladningerne indsættes, for eksempel i vakuum kaldes dette udtryk elektrostatisk konstant (K0) og dens værdi er 9,109 Nm2/ Ç2.
Lær mere omCoulombs lov.
Hvad bruges den elektriske kraftformel til, og hvordan beregnes den?
Formlen oprettet af Coulomb bruges til at beskrive intensiteten af den gensidige interaktion mellem to punktladninger. Disse ladninger er elektrificerede legemer, hvis dimensioner er ubetydelige sammenlignet med afstanden imellem dem.
Elektrisk tiltrækning forekommer mellem ladninger, der har modsatte tegn, fordi den eksisterende kraft er tiltrækningskraften. Elektrisk frastødning opstår, når ladninger af det samme tegn bringes sammen, da den frastødende kraft virker på dem.
For at beregne den elektriske kraft signalerne af elektriske opladninger de tages ikke i betragtning, kun deres værdier. Se hvordan man beregner elektrisk kraft med følgende eksempler.
Eksempel 1: To elektrificerede partikler, q1 = 3,0 x 10-6 C og q2 = 5,0 x 10-6 C og af ubetydelige dimensioner er placeret i en afstand på 5 cm fra hinanden. Bestem styrken af den elektriske kraft i betragtning af at de er i et vakuum. Brug elektrostatisk konstant K0 = 9. 109 Nm2/ Ç2.
Opløsning: For at finde den elektriske kraft skal dataene anvendes i formlen med de samme enheder som den elektrostatiske konstant.
Bemærk, at afstanden blev givet i centimeter, men konstanten er meter, så det første trin er at transformere afstandsenheden.
Det næste trin er at erstatte værdierne i formlen og beregne den elektriske kraft.
Vi kom til den konklusion, at intensiteten af den elektriske kraft, der virker på ladningerne, er 54 N.
Du kan også være interesseret ielektrostatik.
Eksempel 2: Afstanden mellem punkterne A og B er 0,4 m, og belastningerne Q er placeret i enderne1 og Q2. En tredje afgift, Q3, blev indsat ved et punkt, der er 0,1 m fra Q1.
Beregn nettokraften på Q3 vel vidende at:
- Q1 = 2,0 x 10-6 Ç
- Q2 = 8,0 x 10-6 Ç
- Q3 = - 3,0 x 10-6 Ç
- K0 = 9. 109 Nm2/ Ç2
Opløsning: Det første trin i løsningen af dette eksempel er at beregne styrken af den elektriske kraft mellem to ladninger ad gangen.
Lad os starte med at beregne tiltrækningskraften mellem Q1 og Q3.
Nu beregner vi tiltrækningskraften mellem Q3 og Q2.
Hvis den samlede afstand mellem linjen er 0,4 m og Q3 er placeret 0,1 m fra A, hvilket betyder, at afstanden mellem Q3 og Q2 er 0,3 m.
Fra værdierne af tiltrækningskræfterne mellem belastningerne kan vi beregne den resulterende kraft som følger:
Vi kom til den konklusion, at den resulterende elektriske kraft, som Q1 og Q2 udøve Q3 er 3 N.
For at fortsætte med at teste din viden hjælper følgende lister dig:
- Coulombs lov - øvelser
- Elektrisk opladning - Øvelser
- Elektrostatik - Øvelser
