Elektrik kuvveti: nedir ve formülün nasıl kullanılacağı

Elektrik kuvveti, etraflarında bir elektrik alanının varlığı nedeniyle iki yük arasında oluşturulan çekim veya itme etkileşimidir.

Bir yükün elektrik kuvvetleri yaratma yeteneği, 18. yüzyılın sonlarında Fransız fizikçi Charles Augustin de Coulomb (1736-1806) tarafından keşfedildi ve incelendi.

1780 civarında, Coulomb burulma dengesini yarattı ve bu aletle deneysel olarak kuvvetin yoğunluğunun etkileşen elektrik yüklerinin değeri ile doğru orantılı ve cismin çarptığı uzaklığın karesi ile ters orantılıdır. ayırır.

Elektrik kuvveti formülü

Elektrik kuvvetinin yoğunluğunu ifade eden Coulomb Yasası olarak da adlandırılan matematiksel formül:

Uluslararası Birimler Sisteminde (SI), elektrik kuvvetinin (F) yoğunluğu Newton (N) olarak ifade edilir.

terimler₁ Ve ne₂ formülün SI birimi coulomb (C) olan elektrik yüklerinin mutlak değerlerine karşılık gelir ve iki yükü (r) ayıran mesafe metre (m) olarak gösterilir.

Orantılılık sabiti (K), yüklerin yerleştirildiği ortama bağlıdır, örneğin bir vakumda bu terime elektrostatik sabit (K) denir.₀) ve değeri 9.10⁹ Nm²/Dz.

Hakkında daha fazla öğrenCoulomb yasası.

Elektrik kuvveti formülü ne için kullanılır ve nasıl hesaplanır?

Coulomb tarafından oluşturulan formül, iki nokta yük arasındaki karşılıklı etkileşimin yoğunluğunu tanımlamak için kullanılır. Bu yükler, boyutları aralarındaki mesafeye kıyasla ihmal edilebilecek kadar küçük olan elektrikli cisimlerdir.

Zıt işaretleri olan yükler arasında elektriksel çekim oluşur, çünkü mevcut kuvvet çekim kuvvetidir. Elektrik itme, aynı işarete sahip yükler bir araya getirildiğinde, itme kuvveti onlara etki ettiğinden oluşur.

Elektriksel kuvveti hesaplamak için sinyallerin elektrik ücretleri onlar dikkate alınmaz, sadece değerleri dikkate alınır. Aşağıdaki örneklerle elektrik kuvvetinin nasıl hesaplanacağını görün.

örnek 1: İki elektriklenmiş parçacık, q₁ = 3,0 x 10^-6 C ve q₂ = 5.0 x 10^-6 C ve ihmal edilebilir boyutlarda birbirinden 5 cm uzaklıkta yer almaktadır. Elektriksel kuvvetin gücünü vakumda olduklarını göz önünde bulundurarak belirleyin. Elektrostatik sabit K kullan₀ = 9. 10⁹ Nm²/Dz.

Çözüm: Elektrik kuvvetini bulmak için, veriler elektrostatik sabitle aynı birimlerle formülde uygulanmalıdır.

Mesafenin santimetre cinsinden verildiğine, ancak sabitin metre olduğuna dikkat edin, bu nedenle ilk adım mesafe birimini dönüştürmektir.

Bir sonraki adım, formüldeki değerleri değiştirmek ve elektriksel kuvveti hesaplamaktır.

Yüklere etki eden elektrik kuvvetinin yoğunluğunun 54 N olduğu sonucuna vardık.

Ayrıca ilginizi çekebilirelektrostatik.

Örnek 2: A ve B noktaları arasındaki mesafe 0,4 m'dir ve Q yükleri uçlarda bulunur.₁ ve Q₂. Üçüncü bir şarj, Q₃, Q'dan 0,1 m uzaklıkta bir noktaya yerleştirildi₁.

Q üzerindeki net kuvveti hesaplayın₃ bilerek:

• S₁ = 2,0 x 10^-6 Ç
• S₂ = 8,0 x 10^-6 Ç
• S₃ = – 3.0x10^-6 Ç
• K₀ = 9. 10⁹ Nm²/Dz

Çözüm: Bu örneği çözmenin ilk adımı, aynı anda iki yük arasındaki elektriksel kuvvetin gücünü hesaplamaktır.

Q arasındaki çekim kuvvetini hesaplayarak başlayalım.₁ ve Q₃.

Şimdi, Q arasındaki çekim kuvvetini hesaplıyoruz.₃ ve Q₂.

Çizgi arasındaki toplam mesafe ise 0.4m ve Q₃ A'dan 0,1 m uzaklıkta konumlanmıştır, yani Q arasındaki mesafe₃ ve Q₂ 0,3 m'dir.

Yükler arasındaki çekim kuvvetlerinin değerlerinden ortaya çıkan kuvveti aşağıdaki gibi hesaplayabiliriz:

Sonuç olarak ortaya çıkan elektrik kuvvetinin Q olduğu sonucuna vardık.₁ ve Q₂ Q üzerinde zorlamak₃ 3 N'dir.

Bilginizi test etmeye devam etmek için aşağıdaki listeler size yardımcı olacaktır:

• Coulomb Yasası - Alıştırmalar
• Elektrik yükü - Alıştırmalar
• Elektrostatik - Alıştırmalar