Калькулятор силы по закону Кулона

Введите расчет

Заряд q₁ (Кл)

Заряд q₂ (Кл)

Расстояние r (м)

Результатов

Модуль электростатической силы

0,8988

ньютоны (Н)

Сила F со знаком	0,8988 N
Характер взаимодействия	Repulsive (like charges)
Постоянная Кулона k	8,988 × 10⁹ Н·м²/Кл²

Что такое закон Кулона?

Закон Кулона описывает электростатическую силу взаимодействия между двумя неподвижными точечными электрическими зарядами. Эта сила прямо пропорциональна произведению зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Положительное значение результата означает силу отталкивания (заряды одного знака), а отрицательное — силу притяжения (заряды разных знаков).

Закон Кулона: два точечных заряда действуют силой вдоль соединяющей их линии, убывающей с расстоянием \(r\).

Как пользоваться калькулятором

Введите два заряда q₁ и q₂ в кулонах (Кл) и расстояние между ними \(r\) в метрах (м). Заряды можно записывать в экспоненциальной форме — например, 1e-6 для одного микрокулона. Калькулятор выдаёт модуль силы в ньютонах, значение силы со знаком и характер взаимодействия — притяжение или отталкивание.

Разбор формулы

Формула выглядит так: $$F = k \cdot \frac{\text{Charge } q_1 \cdot \text{Charge } q_2}{\text{Distance } r^{2}}$$ где \(k\) — постоянная Кулона, приблизительно равная \(8{,}988 \times 10^{9}\ \text{Н}\cdot\text{м}^2/\text{Кл}^2\). Эта постоянная вычисляется как \(k = \frac{1}{4\pi\varepsilon_0}\), где \(\varepsilon_0\) — электрическая постоянная (диэлектрическая проницаемость вакуума). Поскольку сила убывает пропорционально квадрату расстояния, увеличение расстояния вдвое уменьшает силу в четыре раза.

Реклама

Сила подчиняется закону обратных квадратов: при удвоении расстояния сила уменьшается вчетверо.

Пример расчёта

Два заряда \(q_1 = 1 \times 10^{-6}\ \text{Кл}\) и \(q_2 = 1 \times 10^{-6}\ \text{Кл}\) расположены на расстоянии \(0{,}1\ \text{м}\) друг от друга. Тогда $$F = 8{,}988 \times 10^{9} \times \frac{(1 \times 10^{-6})(1 \times 10^{-6})}{(0{,}1)^2} = 8{,}988 \times 10^{9} \times \frac{1 \times 10^{-12}}{0{,}01} = 0{,}8988\ \text{Н}$$ Так как оба заряда положительные, сила является силой отталкивания.

Частые вопросы

Какие единицы измерения использовать? Применяйте единицы СИ: кулоны для заряда и метры для расстояния — тогда сила получится в ньютонах.

Что означает отрицательный результат? Отрицательное значение силы со знаком говорит о том, что заряды притягиваются (один положительный, другой отрицательный). Модуль силы при этом всегда положителен.

Подходит ли расчёт для зарядов в среде? Калькулятор предполагает, что заряды находятся в вакууме (или в воздухе, который близок к нему по свойствам). В других средах полученный результат нужно разделить на относительную диэлектрическую проницаемость вещества.