Beregning af elektrostatisk kraft:en trin-for-trin guide ved hjælp af Coulombs lov

Elektrostatisk kraft er den gensidige tiltrækning eller frastødning mellem to statiske elektriske ladninger. Den følger Coulombs lov, som siger, at kraften er direkte proportional med produktet af ladningerne og omvendt proportional med kvadratet på afstanden, der adskiller dem. Daglige møder, fra en gnist, når man går hen over et tæppe til det dramatiske lyn, illustrerer dette grundlæggende princip.

Trin 1 – Bestem den første ladning (q₁)

Identificer størrelsen af den første ladning, q₁, ud fra pålidelige eksperimentelle data eller offentliggjort forskning. Udtryk værdien i coulombs (C).

Trin 2 – Bestem den anden ladning (q₂)

På samme måde opnår du størrelsen af den anden ladning, q₂, i coulombs.

Trin 3 – Mål adskillelsesafstanden (D)

Mål afstanden mellem de to ladninger i det øjeblik, ladningerne blev optaget. Brug meter (m) til afstanden.

Trin 4 – Anvend Coulombs formel

Den elektrostatiske kraft beregnes med ligningen:

F =k·(q1×q2)/D2

hvor k =8,987×10⁹ Nm²C⁻² (ofte afrundet til 9×10⁹). Den resulterende kraft er udtrykt i newton (N).

Eksempel:Antag, at q₁ =6×10⁻⁶C, q₂ =9×10⁻⁶C og D =2m.

F =(9×10⁹)·[(6×10⁻⁶)(9×10⁻⁶)]/(2²) =(9×10⁹)·(54×10⁻¹²)/4 =4,86×10⁻¹N ≈ 1,215×1.

I videnskabelig notation er 1,215×10⁻⁵N lig med 0,00001215N.