Coulombs lag

Coulombs lag är en funktion som utvecklades på 1780-talet av fysikern Charles-Augustin de Coulomb. Den förklarar hur stark kraften blir mellan två elektrostatiska laddningar. Elektrostatisk innebär att elektriska laddningar inte rör sig.

Charles Augustin de Coulomb

Riktning

Låt oss tänka oss två elektriska laddningar i ett tomt utrymme. Om de två laddningarna är motsatta, till exempel + och -, kommer de att attrahera varandra. Och om två laddningar är lika, till exempel båda (+) eller båda (-), kommer de att trycka på varandra. Detta liknar hur magneter fungerar: N och S drar till sig varandra och N och N, S och S trycker på varandra.

Detta beror på att elektriska laddningar skapar ett elektriskt fält. Om två fält existerar i samma rum samtidigt, utövar de två fälten en kraft på varandra. Den kraft som de utövar på varandra kallas "Coulombs kraft" eller den elektrostatiska kraften. Coulombs lag förklarar hur stor kraften blir.

Den här bilden visar hur Coulombs kraft verkar; liknande laddningar trycker mot varandra och motsatta laddningar drar till sig varandra.

Skala

Coulombs lag förklarar skalan mellan två elektriska laddningar. Den elektrostatiska kraftens skala följer nedanstående funktion.

F = K c q 1 q 2 r 2 {\displaystyle F={K_{c}}{\frac {q_{1}q_{2}}{r^{2}}}} $F={K_{c}}{\frac {q_{1}q_{2}}{r^{2}}}$

Coulombs lag förklarar att kraftskalan F är relativ till förhållandet mellan q 1 , q 2 {\displaystyle q_{1},q_{2}}} $q_{1},q_{2}$ , 1 r 2 {\displaystyle {\frac {\frac {1}{r^{2}}}} ${\frac {1}{r^{2}}}$ .

q 1 {\displaystyle q_{1}} $q_{1}$ och q 2 {\displaystyle q_{2}} $q_{2}$ är skalorna för varje elektrisk laddning. r {\displaystyle r} är avståndet mellan de två elektriska laddningarna. Och K c {\displaystyle K_{c}} $K_{c}$ har ett visst värde. Det ändras inte i förhållande till q 1 {\displaystyle q_{1}}}. $q_{1}$ , q 2 {\displaystyle q_{2}}} $q_{2}$ eller r {\displaystyle r} . Medan K c {\displaystyle {K_{c}}} ${K_{c}}$ förblir konstant, kommer den elektrostatiska kraften också att bli större när multiplar av q 1 {\displaystyle q_{1}} $q_{1}$ och q 2 {\displaystyle q_{2}} $q_{2}$ blir större. När avståndet r {\displaystyle r} blir större blir den elektrostatiska kraften mindre i förhållande till 1 r 2 {\displaystyle {\frac {1}{r^{2}}}} ${\frac {1}{r^{2}}}$ . Den
exakta storleken på K c {\displaystyle K_{c}}} $K_{c}$ är k c = 8.987 551 787 × 10 9 {\displaystyle {\begin{aligned}k_{c}}&=8.987\ 551\ 787\times 10^{9}\\end{aligned}}} ${\begin{aligned}k_{c}&=8.987\ 551\ 787\ \times 10^{9}\\\end{aligned}}$ ≈ 9 × 10 9 {\displaystyle \approx 9\times 10^{9}}} $\approx 9\times 10^{9}$ N m² C⁻² (eller m F⁻¹ ). Denna konstant kallas Coulombs kraftkonstant eller den elektrostatiska kraftkonstanten.

Lagen om omvänt kvadrat

Förhållandet mellan tryck- eller dragkraften (F) och avståndet mellan partiklarna ( r {\displaystyle r} ) följer lagen om omvänd kvadrat. Den omvända kvadratlagen innebär att när avståndet r {\displaystyle r} blir större, blir kraften svagare i förhållandet 1 r 2 {\displaystyle {\frac {1}{r^{2}}}} ${\frac {1}{r^{2}}}$ . Gravitation, elektromagnetisk strålning och ljudstyrka följer också denna lag.

Relaterade sidor

Coulomb, SI-enheten för elektrisk laddning, uppkallad efter Charles-Augustin de Coulomb.
Invers kvadratlag, den fysikaliska lag som visar förhållandet mellan avstånd och intensitet.
Elektrostatisk
Magnetisk