Hvordan beregner du den elektriske kraft mellem to ladede objekter?

f =k * (q1 * q2) / r²

Hvor:

* f er den elektriske kraft (i Newtons, n)

* k er Coulombs konstante, ca. 8.98755 × 10⁹ N⋅m²/c²

* q1 og q2 er anklagerne for de to objekter (i Coulombs, C)

* r er afstanden mellem centre for de to ladninger (i meter, m)

Her er hvordan man bruger formlen:

1. Identificer afgifterne: Bestem størrelsen og tegn på hver ladning (f.eks. +2 μC, -5 NC).

2. Beregn afstanden: Mål afstanden mellem centrene for anklagerne.

3. tilslut værdierne: Udskift afgifterne og afstanden i Coulombs lovformel.

4. Beregn styrken: Løs ligningen for at finde størrelsen af den elektriske kraft.

vigtige punkter at huske:

* styring af styrken: Kraften er attraktiv, hvis ladningerne har modsatte tegn (en positiv og en negativ) og frastødende, hvis de har det samme tegn (både positive eller begge negative).

* enheder: Sørg for at bruge konsistente enheder (Coulombs til ladning, meter til afstand).

* Scalar vs. Vector: Coulombs lov giver styrken. For at bestemme retningen skal du overveje tegnene på afgifterne.

Eksempel:

To punktsafgifter, Q1 =+3 μC og Q2 =-2 μC, adskilles med en afstand på 0,5 m. Beregn den elektriske kraft mellem dem.

1. Gebyrer: Q1 =+3 μC =3 × 10⁻⁶ C, Q2 =-2 μC =-2 × 10⁻⁶ C

2. Afstand: r =0,5 m

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

4. Beregn: F =-0.2157 n

Derfor er den elektriske kraft mellem de to afgifter 0,2157 N, attraktiv, da anklagerne har modsatte tegn.