쿨롱의 법칙: 공식, 그래프, 예제 및 연습

그만큼 법에쿨롱 두 전하 사이의 정전기력이 다음과 같다는 물리학의 중요한 법칙입니다. 전하의 모듈에 비례하고 거리의 제곱에 반비례합니다. 분리됩니다.

쿨롱의 법칙과 전기력

찰스 오거스틴 에 쿨롱 (1736-1806)은 전하 간의 상호 작용의 힘을 설명하는 법칙을 결정하는 책임이있는 프랑스의 물리학 자였습니다. 이를 위해 Charles Coulomb은 비틀림 균형에서 사용 된 척도와 유사합니다. 헨리 카벤 디시 상수를 결정하기 위해 만유 중력.

영형 실험기구 Coulomb에서 사용하는 것은 회전 할 수있는 금속 막대로 구성되어 있으며, 충전시 동일한 기호의 전하로 충전 된 작은 금속 구체에 의해 반발되었습니다. 아래 그림은 물리학자가 사용하는 비틀림 균형의 개략도를 보여줍니다.

비틀림 균형은 Coulomb에서 전하 간의 상호 작용 법칙을 결정하는 데 사용되었습니다.

쿨롱의 법칙 공식

그 법칙에 따르면, 두 개의 전하를 띤 입자 사이의 힘은 전하의 크기에 정비례하고 그들 사이의 거리의 제곱에 반비례합니다. 아래에서 우리는 수학 공식 Coulomb의 법칙에 의해 설명됩니다.

에프 — 정전기력 (N)

케이₀ — 유전 진공 상수 (N.m² / C²)

큐 — 전하 (C)

뭐 — 테스트 전하 (C)

디 — 충전 간격 (m)

위의 공식에서 케이₀ 정전기 진공 상수라고하는 비례 상수이며 모듈러스는 대략 9,0.10⁹ N.m² / C². 또한 우리는 신호같은격퇴하다 많은 동안 신호반대 유치, 아래 그림과 같이 :

등호 요금은 격퇴하고 반대 표지판 요금은 끌립니다.

너무 보기: 전기 란?

하중이 다른 모듈을 가지고 있더라도 둘 사이의 인력은 동일하다는 점에 주목할 가치가 있습니다. 뉴턴의 제 3 법칙 — 법칙 동작 과 반응 — 혐의가 서로에 대해 만드는 힘은 같은 에 기준 치수. 이들은에서 발견됩니다 같은방향그러나 감각 반대.

그림 속의 여성의 머리카락은 같은 사인의 전하로 가득 차서 서로를 밀어 낸다.

전기력의 중요한 특성은 벡터 위대함즉, 벡터를 사용하여 작성할 수 있습니다. 벡터는 지향 된 직선 그 선물

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기준 치수, 방향 과 감각. 따라서 두 개 이상의 전기력 벡터가 평행하지 않거나 반대가 아닌 경우 다음의 규칙이 필요합니다. 벡터 합계, 신체 또는 입자에 대한 순 전기력을 계산하기 위해.

너무 보기: 전기장은 무엇입니까?

쿨롱의 법칙 그래프

쿨롱의 법칙에 따르면 두 개의 하전 입자 사이의 전기력은 반대로 그들 사이의 거리의 제곱에 비례합니다. 따라서 두 개의 전하가 거리에 있으면 디, 그 거리의 절반에서 만나러 오세요 (d / 2), 그들 사이의 전기력은 4 배 증가해야합니다 (4F):

두 전하 사이의 거리를 절반으로 줄이면 두 전하 사이의 전기력이 4 배 증가합니다.

서로 다른 거리로 분리되었을 때 두 모듈러스 q 하중 간의 전기력 관계를 보여주는 표를 확인하십시오.

전력 모듈	요금 간 거리
F / 25	d / 5
F / 16	d / 4
F / 9	d / 3
F / 4	d / 2
에프	디
4 층	2d
9F	3d
16 층	4d
25F	5d

힘 대 거리의 그래프 형태로 쿨롱의 법칙을 넣으면 다음과 같은 형식이됩니다.

쿨롱의 법칙의 예

1) 1.0 μC 및 2.0 mC의 전하를 갖는 두 개의 전하를 띤 입자가 0.5 m 거리에서 진공 상태에서 분리됩니다. 전하 사이에 존재하는 전기력의 크기를 결정하십시오.

해결:

Coulomb의 법칙을 사용하여 전하에 작용하는 전기력의 크기를 계산해 봅시다.

2) 동일한 전하와 계수 q로 충전 된 두 점 입자는 거리 d에서 분리됩니다. 그런 다음 하중 중 하나의 계수를 두 배 (2q), 다른 하중의 계수를 세 배 (3q)하고 하중 사이의 거리를 두 하중 사이의 초기 거리 (d / 3)의 1/3로 변경합니다. 충전 사이에 존재하는 초기 및 최종 전기력 간의 비율을 결정합니다.