THE 法律にクーロン は、2つの電荷間の静電力が 電荷のモジュールに比例し、距離の2乗に反比例します。 分離します。
クーロンの法則と電気力
シャルル・オーギュスタン に クーロン （1736-1806）は、電荷間の相互作用の力を説明する法則を決定する責任があるフランスの物理学者でした。 この目的のために、シャルル・クーロンは ねじり天秤、によって使用されたスケールに似ています ヘンリーキャベンディッシュ の定数を決定する 万有引力.
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O 実験装置 クーロンが使用したのは、回転可能な金属棒で構成されていました。この棒は、帯電すると、同じ符号の電荷が帯電した小さな金属球によってはじかれました。 次の図は、物理学者が使用するねじり天秤の概略図を示しています。
ねじり天秤は、電荷間の相互作用の法則を決定するためにクーロンによって使用されました。
クーロンの法則
その法則によれば、2つの荷電粒子間の力は、それらの電荷の大きさに正比例し、それらの間の距離の2乗に反比例します。 以下に、 数式 クーロンの法則によって記述されます：
F —静電力（N）
k0 —誘電体の真空定数（N.m²/C²）
Q —電荷（C）
何 —電荷のテスト（C）
d —電荷間の距離（m）
上記の式では、 k0 は静電真空定数と呼ばれる比例定数であり、その弾性率はおよそ 9,0.109 N.m²/C²。また、私たちは 信号等しい撃退 の負荷が 信号反対が引き付ける、次の図に示すように：
等号の電荷は反発し、反対の符号の電荷は引き付けられます。
も参照してください: 電気とは？
負荷が異なるモジュールを持っている場合でも、それらの間の引力は等しいことに注意する価値があります。 ニュートンの第3法則 —の法則 アクション そして 反応 —電荷が互いに作用する力は 等しい に モジュール。 これらはにあります 同じ方向ただし、 感覚 反対。
図の女性の髪の毛は同じサインの電荷を帯びているため、互いに反発します。
電気力の重要な特性は、それが ベクトルの素晴らしさつまり、ベクトルを使用して記述できます。 ベクトルは 指向性ストレート その存在 モジュール, 方向 そして センス。 したがって、2つ以上の電気力ベクトルが平行または反対でない場合は、次の規則を適用する必要があります。 ベクトル和、物体または粒子にかかる正味の電気力を計算するため。
も参照してください: 電界とは何ですか？
クーロンの法則グラフ
クーロンの法則は、2つの荷電粒子間の電気力は 逆に それらの間の距離の二乗に比例します。 したがって、2つの電荷が離れている場合 d、そしてその半分の距離で会いに来る （d / 2）、それらの間の電気力は4倍に増加する必要があります （4F）:
2つの電荷間の距離を半分にすると、それらの間の電気力は4倍に増加します。
異なる距離で分離された場合の、弾性率qの2つの負荷間の電気力の関係を示す表を確認してください。
電力モジュール |
充電間の距離 |
F / 25 |
d / 5 |
F / 16 |
d / 4 |
F / 9 |
d / 3 |
F / 4 |
d / 2 |
F |
d |
4F |
2d |
9F |
3D |
16F |
4d |
25F |
5d |
クーロンの法則を力と距離のグラフの形式で表すと、次の形式になります。
クーロンの法則の例
1) 1.0μCと2.0mCの電荷を持つ2つの荷電粒子が、真空中で0.5mの距離で分離されます。 電荷間の電気力の大きさを決定します。
解決：
クーロンの法則を使用して、電荷に作用する電気力の大きさを計算してみましょう。
2) 同一の電荷と弾性率qで帯電した2つの点粒子は、距離dで分離されます。 次に、一方の荷重の弾性率を2倍（2q）、もう一方の荷重の弾性率を3倍（3q）にして、荷重間の距離をそれらの間の初期距離の3分の1（d / 3）に変更します。 電荷間に存在する初期電気力と最終電気力の比率を決定します。
クーロンの法則に関する解決済みの演習
1) 次の図に示すように、伸びないワイヤーと無視できる質量で支えられた、同じ電荷qを持つ2つの荷電粒子は、力のバランスが取れています。
m = 0.005 kgが各粒子の質量である場合、以下を決定します。
データ：
g = 10m /s²
k0 = 9.109 N.m²/C²
a）負荷に作用する電気的反発力のモジュール。
b）粒子の電荷の弾性率。
解決:
a）粒子間の電気力の係数を計算するには、角度間の次の類似性に注意する必要があります。図を観察してください。
2つの三角形（辺が距離4と3およびFとPによって形成される）の角度θの接線は等しいと言えるので、次の計算を行います。
b）電荷間の電気力の弾性率を計算すると、電荷が同一であるため、その弾性率を決定することができます。
私によって。ラファエル・ヘラーブロック
