電気力は、2つの電荷の周囲に電界が存在するために2つの電荷間に発生する引力または反発の相互作用です。
電気力を生み出す電荷の能力は、18世紀後半にフランスの物理学者シャルル・オーギュスタン・ド・クーロン(1736-1806)によって発見され、研究されました。
1780年頃、クーロンはねじり天秤を作成し、この楽器を使用して、力の強さを実験的に示しました。 相互作用する電荷の値に正比例し、距離の2乗に反比例します。 分離します。
電気力の公式
電気力の強さを表すクーロンの法則とも呼ばれる数式は次のとおりです。
国際単位系(SI)では、電気力(F)の強さはニュートン(N)で表されます。
その用語1 そして何2 式のは、SI単位がクーロン(C)である電荷の絶対値に対応し、2つの電荷を隔てる距離(r)はメートル(m)で表されます。
比例定数(K)は、電荷が挿入される媒体に依存します。たとえば、真空中では、この項は静電定数(K)と呼ばれます。0)およびその値は9.10です9 Nm2/Ç2.
詳細についてはクーロンの法則.
使用される電気力の式とその計算方法は何ですか?
クーロンによって作成された式は、2つの点電荷間の相互作用の強度を説明するために使用されます。 これらの電荷は、それらの間の距離と比較して寸法が無視できる帯電体です。
既存の力は引力の力であるため、電気引力は反対の符号を持つ電荷の間に発生します。 電気的反発は、反発力が作用するため、同じ符号の電荷が集まったときに発生します。
電気強度を計算するには、 電荷 それらは考慮されず、それらの値のみが考慮されます。 次の例で電気力を計算する方法を参照してください。
例1:2つの帯電粒子、q1 = 3.0 x 10-6 Cとq2 = 5.0 x 10-6 C、および無視できる寸法は、互いに5cmの距離にあります。 それらが真空にあることを考慮して、電気力の強さを決定します。 静電定数Kを使用する0 = 9. 109 Nm2/Ç2.
解決:電気力を求めるには、静電定数と同じ単位の式でデータを適用する必要があります。
距離はセンチメートルで指定されていますが、定数はメートルであるため、最初のステップは距離の単位を変換することです。
次のステップは、数式の値を置き換えて、電気力を計算することです。
電荷に作用する電気力の強さは54Nであるという結論に達しました。
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例2:点Aと点Bの間の距離は0.4 mで、荷重Qは両端にあります。1 とQ2. 3回目の充電Q3、Qから0.1mの位置に挿入されました1.
Qの正味の力を計算します3 知っています:
- 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
解決:この例を解くための最初のステップは、一度に2つの電荷間の電気力の強さを計算することです。
Q間の引力を計算することから始めましょう1 とQ3.
ここで、Q間の引力を計算します。3 とQ2.
線の間の合計距離の場合 は0.4m、Q3 Aから0.1mの位置にあります。つまり、Q間の距離は3 とQ2 0.3メートルです。
荷重間の引力の値から、結果として生じる力を次のように計算できます:
結果として生じる電気力Q1 とQ2 Qに及ぼす3 は3Nです。
知識のテストを続けるには、次のリストが役立ちます。
- クーロンの法則-演習
- 電荷-演習
- 静電気-演習