Voici comment décomposer le processus de recherche de la force sur une charge:
1. Déterminez le champ électrique:
* Point Charge: Le champ électrique créé par une charge de point «Q» à une distance «r» est donné par:
E =k * q / r²
où «k» est la constante de Coulomb (environ 8,99 x 10⁹ n⋅m² / c²).
* Charges multiples: S'il y a plusieurs charges, vous devez calculer le champ électrique en raison de chaque charge individuellement, puis les additionner sur le champ électrique net au point d'intérêt.
* Distribution de charge continue: Pour une distribution de charge continue (comme une tige ou une sphère chargée), vous devez intégrer la contribution de chaque élément de charge infinitésimal au champ électrique total.
2. Calculez la force:
Une fois que vous connaissez le champ électrique (e) à l'emplacement d'une charge (q), vous pouvez calculer la force (f) sur cette charge en utilisant:
* f =q * e
Cela signifie:
* Direction: La force sera dans le même sens que le champ électrique si la charge est positive, et dans le sens opposé si la charge est négative.
* Magnitude: L'ampleur de la force est directement proportionnelle à la fois à l'ampleur de la charge et à la résistance du champ électrique.
Exemple:
Disons que vous avez une charge de +2 μC située à 0,5 m d'une charge de +5 μc. Pour trouver la force sur la charge de +2 μC:
1. Trouvez le champ électrique à l'emplacement de la charge de +2 μc:
E =K * Q / R² =(8,99 x 10⁹ N⋅M² / c²) * (5 x 10⁻⁶ C) / (0,5 m) ² =1,8 x 10⁵ n / c
2. Calculez la force sur la charge +2 μC:
F =q * e =(2 x 10⁻⁶ c) * (1,8 x 10⁵ n / c) =0,36 n
Par conséquent, la force sur la charge de +2 μC est de 0,36 N et est dirigée loin de la charge de +5 μC (car les deux charges sont positives).
Remarque importante: La force entre deux charges est une force mutuelle , ce qui signifie que les deux charges éprouvent une force de magnitude égale mais de la direction opposée.
