「クーロンの法則によると、2 つの電荷間の引力/反発力は、電荷の大きさに正比例し、距離に反比例します。」
クーロンの法則は、荷電体の 2 つの中心を結ぶ線に沿って作用します。この法則は、2 つの帯電したエンティティ間の力と距離の逆二乗関係を表すため、クーロンの逆二乗法則としても知られています。クーロンの法則は、ニュートンの万有引力の法則と電気的に等価であると見なされています。これは、それが導出する関係が 2 つの大きな質量の間に作用する重力に非常に似ているためです。
本文
電気力に対するこれら 3 つの変数の効果の定量的表現は、クーロンの法則と呼ばれます。クーロンの法則は、2 つの帯電した物体間のエネルギーは、各物体の電荷に正比例し、それらの間の距離に反比例すると述べています。これは次のように数学的に表現できます:
F=k * Q1* Q2/ d2
Q2 が電荷 Q1 に及ぼす力を計算するために、使用できる式は次のとおりです。 :-
クーロンの法則に関する質問
<オール>空気中の距離 4 m 離れた大きさ 2 C と -1 C の 2 つの電荷間の静電気力を決定します。
解決策:
最初の充電、q1 は +2 C です。
2 回目の充電、q2 は -1C です。
2 つの爆薬間の距離は 4 m です。
電荷間の静電力を計算する式は次のとおりです:
F =k q1q2 / r2
F =(9 × 109 N m2/ C2)(+2 C)(-1 C) / (4 平方メートル)
=4.5 × 109 N
接触している 2 つの電子間の距離は 1 Å です。それらの間のクーロン力を決定します。
解決策:
電子の電荷は -1.6 × 10-19 C.
2 つの電荷間の距離は 1 Å です。
2 つの電子間の静電力を計算する式は次のとおりです:
F =k (q2 / r2)
F =(9 × 109 Nm2/ C2) [(-1.6 × 10-19 ) C2 / (1Å]2
=2.3 × 10−8 N
5) 大きさ 2 × 10-7C と 4.5 × 10-7C の 2 つの電荷からなる系を考えてください。この系に 0.1 N の力が作用します。2 つの電荷間の距離はどれくらいですか?
最初の充電、q1 は 2 × 10-7C です。
2 回目の充電、q2 は 4.5 × 10-7C です。
それらに作用した力、F は 0.1 N です。
電荷間の静電力を計算する式は次のとおりです:
F =k q1q2 / r2
0.1 N =(9 × 109 Nm2/ C2)(2 × 10-7C)(4.5 × 10-7C) / (r)2
r =0.09 m
したがって、2 つの電荷間の距離 r は 0.9 m です。
5) 2 つの同一電荷間の静電力が 1000 N で、距離が 0.1 m 離れている場合、2 つの同一電荷の大きさを決定します。
解決策:
2 つの爆薬間の距離は 0.1 m です。
それらに作用した力、F は 1000 N です。
電荷間の静電力を計算する式は次のとおりです:
F =k q2 / r2
ここで、q は料金です。
q の上記の式を次のように並べ替えます。
q2 =Fr2 / k
q2 =(1000 N) (0.1)2m2 / (9 × 109Nm2/ C2)
q =0.33 × 10-5 C
したがって、電荷の大きさは 0.33 × 10-5 C です。
6) これら 2 つの電荷の間に F N の力が作用するように、互いに距離を置いて配置します。 1 つの料金の 60% が別の料金に転送された場合。この場合、力の値がどの程度変化するかを判断してください。
解決策:
最初に、2 つの電荷間の静電力は、
F =k q2 / r2 ……(1)
電荷が転送されると、静電力は次のようになります。
F' =k q1q2 / r2 ……(2)
転送された料金は、
q の 60 % =60 / 100 × q =3 / 5 q
したがって、q1 =q – 3 / 5 q を請求します
=2 / 5 q
電荷 q2 =q + 3 / 5 q
=8 / 5 q
したがって、これらの電荷間の正味の力は、
F’ =k q1 q2/ r2
=k (2 / 5 q) (8 / 5 q) / r2
=16 / 25 F
7) 特定の電荷 Q は、r と Q-r の 2 つのコンポーネントに分割されます。 2 つの部分が d 離れていて、クーロン反発力が最大である場合、Q と q の関係はどうなりますか?
解決策:
Q は、距離 d だけ離れた電荷 Q-r と r に分割されます。
わかりました
F=k * Q1* Q2/ d2
F =k r (Q-r) / d2
さて、この力を最大化するために
d F / d q =0
(Q-r) – r =0
2 r =Q
r=Q / 2
結論
電気力は、クーロンの法則の 2 乗に反比例します。さらに、この法則は、一般的な場合にガウスの法則を正確に導出するために使用されます。静止電荷は、クーロンの法則に従って次の特性を発揮します。同じ電荷は互いに反発し、異なる電荷は互いに引き合います。クーロンの法則のベクトル形式は、電荷によって引き起こされる電界の方向を提供します。 2 つの負の電荷は互いに反発し合い、正の電荷は負の電荷を引き付けます。物理学では、電荷は引力線に従って作用します。
