Coulomb Yasası Hesaplama

Coulomb yasası

Durgun iki elektrik yükü birbirine kuvvet uygular. Bu kuvvetin büyüklüğü yüklerin çarpımıyla doğru, aralarındaki uzaklığın karesiyle ters orantılıdır:

F = k × |q₁| × |q₂| / r²

k Coulomb sabitidir: k = 1 / (4 × π × ε₀) = 8.9876 × 10⁹ N·m²/C². Yükler coulomb (C), uzaklık metre, kuvvet newton birimindedir.

Çekme mi, itme mi?

Aynı işaretli yükler (iki artı ya da iki eksi) birbirini iter. Zıt işaretli yükler birbirini çeker. Formül kuvvetin büyüklüğünü verir, yönü yüklerin işaretinden okunur. Kuvvet iki yükü birleştiren doğru üzerindedir ve Newton'ın üçüncü yasası gereği iki yüke eşit büyüklükte etki eder.

Örnek

Aralarında 20 cm bulunan 3 µC ve −5 µC yükler için F = 8.9876 × 10⁹ × 3 × 10⁻⁶ × 5 × 10⁻⁶ / 0.2² = 3.37 N bulunur. Yükler zıt işaretli olduğundan kuvvet çekme kuvvetidir. Uzaklık yarıya inerse kuvvet dört katına çıkar.

Birimlere dikkat

Sorularda yükler çoğunlukla mikrocoulomb (1 µC = 10⁻⁶ C) ya da nanocoulomb (1 nC = 10⁻⁹ C), uzaklıklar santimetre verilir. Formüle koymadan önce coulomb ve metreye çevirmek gerekir. Araç bunu kendisi yapar. Atom ölçeğindeki sorular için yük birimi olarak temel yükü (e = 1.602 × 10⁻¹⁹ C) seçebilirsiniz.

Sınırlar

Yasa noktasal ve durgun yükler içindir. Ortam boşluk ya da hava değilse kuvvet ortamın bağıl dielektrik sabitine bölünür. İkiden çok yük varsa kuvvetler vektör olarak toplanmalıdır: bu araç tek bir yük çiftini hesaplar.