Πώς υπολογίζετε την ηλεκτρική δύναμη μεταξύ δύο φορτισμένων αντικειμένων;
f =k * (q1 * q2) / r²
Οπου:
* f είναι η ηλεκτρική δύναμη (στο Newton, n)
* k Είναι η σταθερά του Coulomb, περίπου 8.98755 × 10⁹ n ·m²/c²
* Q1 και q2 είναι οι χρεώσεις των δύο αντικειμένων (στο Coulombs, C)
* r είναι η απόσταση μεταξύ των κέντρων των δύο χρεώσεων (σε μέτρα, m)
Εδώ είναι πώς να χρησιμοποιήσετε τον τύπο:
1. Προσδιορίστε τις χρεώσεις: Προσδιορίστε το μέγεθος και το σημάδι κάθε φορτίου (π.χ. +2 μC, -5 NC).
2. Υπολογίστε την απόσταση: Μετρήστε την απόσταση μεταξύ των κέντρων των χρεώσεων.
3. Συνδέστε τις τιμές: Αντικαταστήστε τις χρεώσεις και την απόσταση στη φόρμουλα του Coulomb.
4. Υπολογίστε τη δύναμη: Λύστε την εξίσωση για να βρείτε το μέγεθος της ηλεκτρικής δύναμης.
Σημαντικά σημεία που πρέπει να θυμάστε:
* κατεύθυνση της δύναμης: Η δύναμη είναι ελκυστική εάν τα φορτία έχουν αντίθετα σημάδια (ένα θετικό και ένα αρνητικό) και απωθητικό εάν έχουν το ίδιο σημάδι (τόσο θετικό ή και τα δύο αρνητικά).
* Μονάδες: Βεβαιωθείτε ότι χρησιμοποιείτε συνεπείς μονάδες (Coulombs για χρέωση, μετρητές για απόσταση).
* Scalar vs. Vector: Ο νόμος του Coulomb δίνει το μέγεθος της δύναμης. Για να προσδιορίσετε την κατεύθυνση, εξετάστε τα σημάδια των χρεώσεων.
Παράδειγμα:
Οι χρεώσεις δύο σημείων, Q1 =+3 μC και Q2 =-2 μC, διαχωρίζονται με απόσταση 0,5 m. Υπολογίστε την ηλεκτρική δύναμη μεταξύ τους.
1. χρεώσεις: Q1 =+3 μC =3 × 10⁻⁶ C, Q2 =-2 μC =-2 × 10⁻⁶ C
2. απόσταση: r =0,5 m
3. Συνδέστε: F =(8.98755 × 10⁹ n⋅m² / c²) * [(3 × 10⁻⁶ C) * (-2 × 10⁻⁶ C)] / (0,5 m) ²
4. Υπολογίστε: F =-0.2157 n
Ως εκ τούτου, η ηλεκτρική δύναμη μεταξύ των δύο φορτίων είναι 0,2157 Ν, ελκυστική, καθώς οι χρεώσεις έχουν αντίθετα σημάδια.
