クーロンの法則の方程式 | 公式と計算

クーロンの法則とその方程式

クーロンの法則は、電気的に帯電した粒子間に作用する電気力を記述する物理法則です。これはクーロンの法則のスカラー形式であり、二つの点電荷間の静電力のベクトルの大きさFを与えますが、その方向は与えません。ここで、Kまたはkeはクーロン定数(ke ≈ 8.988×109 N⋅m2⋅C-2)、q1とq2は電荷の符号付き大きさ、そしてスカラーrは電荷間の距離です。クーロンの法則はベクトル形式でも表現することができます。

クーロンの法則方程式

クーロンの法則は、荷電粒子(例えば、二つの陽子)や二つの荷電物体間の力を計算するために使用できます。電気力Fの大きさは、一方の電気荷q1ともう一方q2の量に直接比例し、粒子間の距離の二乗に反比例します。クーロンの法則は次の方程式として記述されます。これはクーロンの法則のスカラー形式で、二つの点電荷間の静電力のベクトルの大きさFを与えますが、その方向は与えません。ここで、Kまたはkeはクーロン定数(ke ≈ 8.988×109 N⋅m2⋅C-2)、q1とq2は電荷の符号付き大きさ、そしてスカラーrは電荷間の距離です。オブジェクトにかかる電荷が大きければ大きいほど、静電場は強くなります。オブジェクト間の距離が大きければ大きいほど、それらの間の静電場は弱くなります、そしてその逆もまた真です。q1とq2が両方とも正または負の電荷を持つ場合、力は反発力です。q1とq2が異なる極性または電荷を持つ場合、力は引力です。電気力が1/r2に比例するということは非常に高い精度で検証されています。

クーロンの法則のベクトル形式

クーロンの法則はベクトル形式でも表現できます。ここで、粒子1に着目し、二つの粒子を通過する放射軸に沿って点の単位ベクトルを用いてそれに作用する力を記述しましょう。他の単位ベクトルと同様に、その大きさは正確に1で単位はありません。これらの決定を踏まえて、電気静止力を次のように書きます:ここで、rは粒子間の距離、kはクーロン定数と呼ばれる正の定数です。

よくある質問

クーロンの法則の主な応用は何ですか?
クーロンの法則は、ゼロックス機、レーザープリンター、静電気空気清浄から粉体塗装まで、現代生活に多くの応用があります。
クーロンの法則の主な目的は何ですか?
クーロンの法則は、荷電粒子(例えば、二つの陽子)や二つの荷電物体間の力を計算するために使用されます。電気力Fの大きさは、一方の電気荷q1ともう一方q2の量に直接比例し、粒子間の距離の二乗に反比例します。

Coulomb's Law Equation

 

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