クーロンの法則は、帯電した物体が互いに及ぼす力の数学的表現です。 (ニュートンの重力の法則に類似しています。)
F =K(|q1| | q2| /r2)
このコンテキストの記号 k は電気力を指し、バネ定数やボルツマン定数とは何の関係もありません!
K =9 × 109 N-m2/C2
q1 &q2 =2 つの電荷の電気量
r =2 つの電荷間の距離
ε0 =真空の誘電率
F =
によって電気量 q2 の電荷に加えられる力電気、電気量q1で充電
電気代
電荷は、その素粒子に起因する物質の特性として定義されます。磁場および電場に置かれると、材料に力がかかります。
電荷はスカラー量です。大きさと方向の両方がありますが、一般的なベクトル量の例外です。それがベクトル量であった場合、1 点で交わる 2 つの電荷は総電荷のベクトル和になります。しかし、2 つの異なる電荷が 1 点で両方の代数和に接続されているため、結合された電荷の合計と同じではありません。したがって、大きさと方向があるにもかかわらず、電荷はスカラー量としてのみ量子化されます。
その記号は Q です。
電荷の SI 単位はクーロンです。したがって、クーロンの次元式は電荷と同じになります。
次元式
次元に関して言えば、次元式は、基本単位と派生単位 (方程式) の間の関係を表す方程式です。文字 L、M、T は、力学における長さ、質量、時間の 3 つの基本的な次元を表すために使用されます。
すべての物理量は、長さ、質量、時間の基本 (基本) 単位に何らかの係数 (指数) を掛けた形で表すことができます。そのベースの量の次元は、式に入るベース量の指数です。
基本量の単位は、物理量の次元を決定するために次のように表されます:
- L =長さ
- M =質量
- T =時間
例:面積は 2 つの長さの合計に等しくなります。その結果、[A] =[L2] となります。つまり、領域は長さの 2 つの次元と、質量と時間の 0 次元を持ちます。同様に、体積は 3 つの長さの合計です。その結果、[V] =[L3] となります。つまり、体積には長さ、質量、時間の 3 つの次元があります。
電荷の次元式
電荷の次元式は次のように記述できます:
[M0L0T1I1]
したがって、クーロンの次元式も [M0L0T1I1] になります
どこで、
M =質量
私 =現在
L =長さ
T =時間
クーロンの次元式の導出
電流 =電荷 / 時間 i.e. I =Q / T …(i)
式 (i) から言えること
電荷 =(電流).(時間) すなわち Q =(I).(T)
どこで、
- Q はクーロンで測定されます
- 私はアンペアで測定されます
- T は秒単位で測定されます
したがって、
電流 =[I1] …(ii)
時間 =[T1] …(iii)
式 (i)、(ii)、および (iii) の値を代入する
電荷 =(電流).(時間) すなわち Q =(I).(T)
Q =[I¹] × [T¹] =[T¹I¹]
したがって、結果として得られるクーロンの次元式は次のように記述できます。
[M0L0T1I1]
クーロンの法則の適用
クーロンの法則のベクトル表記は、2 つの点電荷があり、そのうちの 1 つがソース電荷である単純な例で、力または電場を計算するために使用できます。
利点
帯電した 2 つの物体間の距離の測定に役立ちます。クーロンの法則の数式は、2 つの荷電物体間の方向を決定するためにも使用できます。この式は、オブジェクトのベクトル フィールドの計算にも使用できます。
結論
クーロンの法則は、互いに引き付け合ったり反発したりする可能性のある 2 つの電荷間の力の強さを定義します。したがって、クーロンの法則によれば、2 つの異なる物体間の静電気力は物体の電荷に依存します。また、中性子として知られる物質には荷電体がほとんどありません。これらの物体は中性であり、静電気力の生成に役立ちます。
これは次の式で表すことができます:
F=kq1q2/ r2
ここで、
F は静電気力です
K はクーロン定数で、8.988*109 Nm2/C2 に等しい
q1とq2は点電荷
r は 2 点電荷間の距離です。
