10. Prawo Coulomba

Prawo Coulomba opisuje siłę elektrostatyczną działającą między dwoma punktowymi ładunkami elektrycznymi.

—

Siła działająca na ładunki

Dwa ładunki $ q_1 $ oraz $ q_2 $, znajdujące się w odległości $ r $ od siebie, oddziałują siłą elektrostatyczną o wartości:

$$ F = k \cdot \frac{|q_1 q_2|}{r^2} $$

gdzie:

$ F $ — wartość siły działającej między ładunkami [N],
$ q_1, q_2 $ — wartości ładunków [C],
$ r $ — odległość między ładunkami [m],
$ k $ — stała elektrostatyczna,

$$ k = \frac{1}{4 \pi \varepsilon_0} \approx 8{,}988 \times 10^9 \; \mathrm{N \cdot m^2 / C^2} $$

$ \varepsilon_0 $ — przenikalność elektryczna próżni.

—

Wpływ odległości na siłę oddziaływania

Siła elektrostatyczna jest odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości między ładunkami:

$$ F \sim \frac{1}{r^2} $$

Oznacza to, że wraz ze wzrostem odległości siła szybko maleje. Przykładowo, jeśli odległość między ładunkami wzrośnie dwukrotnie, to siła zmniejszy się czterokrotnie.

—

Kierunek i zwrot siły

- Siła jest wektorowa i działa wzdłuż linii łączącej oba ładunki. - Ładunki o przeciwnych znakach przyciągają się, natomiast o takich samych znakach — odpychają.

—