le concept
* Loi de Coulomb: La force entre deux objets chargés est directement proportionnel au produit de leurs charges et inversement proportionnel au carré de la distance entre leurs centres.
Représentation mathématique
* f =k * (q1 * q2) / r²
* f: Force (à Newtons)
* k: Constante de Coulomb (environ 8,98755 × 10⁹ n⋅m² / c²)
* Q1 et Q2: Charges des sphères (en coulombs)
* r: Distance entre les centres des sphères (en mètres)
points clés
* loi carrée inverse: À mesure que la distance entre les sphères augmente, la force entre eux diminue rapidement. Le doublement de la distance réduit la force à un quart sa valeur d'origine.
* Attraction vs répulsion: Si les sphères ont des charges du même signe (à la fois positives ou négatives), la force est répulsive (elles se séparent). S'ils ont des charges opposées, la force est attrayante (ils se rassemblent).
Exemple
Disons que vous avez deux sphères:
* Sphère 1:charge de +2 µc (micro-coulombs)
* Sphère 2:charge de -3 µc
* Distance entre leurs centres:0,5 mètre
Pour calculer la force entre eux:
1. Convertir les charges en coulombs:
* +2 µc =2 × 10⁻⁶ C
* -3 µC =-3 × 10⁻⁶ C
2. Branchez les valeurs sur la loi de Coulomb:
* F =(8,98755 × 10⁹ n⋅m² / c²) * (2 × 10⁻⁶ C) * (-3 × 10⁻⁶ C) / (0,5 m) ²
3. Calculer: F =-0,2157 n (le signe négatif indique une force d'attraction)
Trouver la distance
Si vous connaissez la force et les charges, vous pouvez réorganiser la loi de Coulomb pour résoudre la distance:
* r =√ (k * (q1 * q2) / f)
en résumé
La distance entre deux sphères chargées est un facteur crucial déterminant la force d'interaction entre eux. La compréhension de la loi de Coulomb vous permet de calculer la force ou la distance étant donné les autres paramètres.
