Hvad er afstanden mellem to sfærer hver med et gebyr?

Konceptet

* Coulombs lov: Kraften mellem to ladede objekter er direkte proportional med produktet af deres afgifter og omvendt proportional med kvadratet på afstanden mellem deres centre.

Matematisk repræsentation

* f =k * (Q1 * q2) / r²

* f: Kraft (i Newton)

* k: Coulombs konstante (ca. 8.98755 × 10⁹ N⋅m²/c²)

* Q1 og Q2: Gebyrer for kuglerne (i Coulombs)

* r: Afstand mellem sfærernes centre (i meter)

Nøglepunkter

* Inverse Square Law: Når afstanden mellem kuglerne øges, falder kraften mellem dem hurtigt. At fordoble afstanden reducerer kraften til en fjerdedel af dens oprindelige værdi.

* attraktion vs. frastødning: Hvis kuglerne har afgifter for det samme tegn (både positive eller begge negative), er kraften frastødende (de skubber hinanden fra hinanden). Hvis de har modsatte anklager, er styrken attraktiv (de trækker hinanden sammen).

eksempel

Lad os sige, at du har to sfærer:

* Kugle 1:Charge på +2 µc (Micro Coulombs)

* Kugle 2:Opladning på -3 µc

* Afstand mellem deres centre:0,5 meter

At beregne kraften mellem dem:

1. konverteringsafgifter til Coulombs:

* +2 µC =2 × 10⁻⁶ C

* -3 µC =-3 × 10⁻⁶ C

2. Sæt værdierne i Coulombs lov:

* F =(8.98755 × 10⁹ N⋅m² / c²) * (2 × 10⁻⁶ C) * (-3 × 10⁻⁶ C) / (0,5 m) ²

3. Beregn: F =-0.2157 N (det negative tegn indikerer en attraktiv kraft)

Find afstanden

Hvis du kender styrken og anklagerne, kan du omarrangere Coulombs lov for at løse for afstanden:

* r =√ (k * (q1 * q2) / f)

Kortfattet

Afstanden mellem to ladede kugler er en afgørende faktor, der bestemmer interaktionskraften mellem dem. Forståelse af Coulombs lov giver dig mulighed for at beregne kraften eller afstand i betragtning af de andre parametre.