Електрична сила - це взаємодія притягання або відштовхування, що утворюється між двома зарядами внаслідок існування навколо них електричного поля.
Здатність заряду створювати електричні сили був відкритий і вивчений французьким фізиком Шарлем Огюстену де Куломном (1736-1806) наприкінці 18 століття.
Близько 1780 року Кулон створив торсіонний баланс, і цим інструментом він експериментально продемонстрував інтенсивність сили прямо пропорційна величині електричних зарядів, що взаємодіють, і обернено пропорційна квадрату відстані відокремлює.
Формула електричної сили
Математична формула, яку також називають законом Кулона, що виражає інтенсивність електричної сили, є:
У Міжнародній системі одиниць (SI) інтенсивність електричної сили (F) виражається в ньютонах (N).
Умови, які1 і що2 формули відповідають абсолютним значенням електричних зарядів, одиницею СІ яких є кулон (C), а відстань, що розділяє два заряди (r), представлена в метрах (м).
Константа пропорційності (K) залежить від середовища, в яке вставляються заряди, наприклад, у вакуумі цей термін називається електростатичною константою (K
0), а його значення - 9,109 Нм2/ Ç2.Дізнайтеся більше проЗакон Кулона.
Для чого використовується формула електричної сили та як її розрахувати?
Формула, створена Кулоном, використовується для опису інтенсивності взаємної взаємодії між двома точковими зарядами. Ці заряди - це електрифіковані тіла, розміри яких незначні порівняно з відстанню між ними.
Електричне притягання відбувається між зарядами, що мають протилежні знаки, оскільки існуюча сила є силою притягання. Електричне відштовхування виникає, коли заряди одного і того ж знака зближені, оскільки на них діє сила відштовхування.
Для розрахунку електричної сили сигнали електричні заряди вони не беруться до уваги, лише їх значення. Подивіться, як розрахувати електричну силу на наступних прикладах.
Приклад 1: Дві електризовані частинки, q1 = 3,0 х 10-6 C і q2 = 5,0 х 10-6 C, і незначних розмірів розташовані на відстані 5 см один від одного. Визначте силу електричної сили, враховуючи, що вони перебувають у вакуумі. Використовуйте електростатичну постійну K0 = 9. 109 Нм2/ Ç2.
Рішення: Щоб знайти електричну силу, дані потрібно застосувати у формулі з тими самими одиницями, що і електростатична стала.
Зверніть увагу, що відстань було вказано в сантиметрах, але константа дорівнює метру, тому першим кроком є перетворення одиниці відстані.
Наступним кроком є заміна значень у формулі та розрахунок електричної сили.
Ми дійшли висновку, що інтенсивність електричної сили, що діє на заряди, становить 54 Н.
Вас також може зацікавитиелектростатики.
Приклад 2: Відстань між точками А і В дорівнює 0,4 м, а навантаження Q розташовані на кінцях1 та Q2. Третій заряд, Q3, було вставлено в точку, яка знаходиться на відстані 0,1 м від Q1.
Обчисліть чисту силу на Q3 знаючи, що:
- Питання1 = 2,0 х 10-6 Ç
- Питання2 = 8,0 х 10-6 Ç
- Питання3 = - 3,0 х 10-6 Ç
- К0 = 9. 109 Нм2/ Ç2
Рішення: Першим кроком у вирішенні цього прикладу є розрахунок сили електричної сили між двома зарядами одночасно.
Почнемо з обчислення сили притягання між Q1 та Q3.
Тепер обчислимо силу притягання між Q3 та Q2.
Якщо загальна відстань між лінією дорівнює 0,4 м і Q3 знаходиться на відстані 0,1 м від А, що означає, що відстань між Q3 та Q2 становить 0,3 м.
Зі значень сил притягання між навантаженнями можна розрахувати результуючу силу наступним чином:
Ми дійшли висновку, що результуюча електрична сила, яка Q1 та Q2 надавати на Q3 становить 3 Н.
Щоб продовжити перевірку своїх знань, вам допоможуть такі списки:
- Закон Кулона - вправи
- Електричний заряд - Вправи
- Електростатика - Вправи
