Định luật Coulomb là gì?
Định luật Coulomb mô tả lực tĩnh điện giữa hai hạt điện tích điểm đứng yên. Độ lớn của lực tỉ lệ thuận với tích của hai điện tích và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng. Công cụ này tính lực đó theo đơn vị Newton khi bạn cho biết hai giá trị điện tích (đơn vị Coulomb) và khoảng cách giữa chúng (đơn vị mét). Đây là một công cụ vật lý mang tính phổ quát, áp dụng được ở bất kỳ đâu.
Cách sử dụng máy tính
Nhập điện tích thứ nhất (\(q_1\)) và điện tích thứ hai (\(q_2\)) theo đơn vị Coulomb — hãy dùng giá trị khoa học, ví dụ 0,000001 cho 1 micrôcoulomb (µC) — cùng với khoảng cách \(r\) giữa chúng tính bằng mét. Máy tính sẽ trả về độ lớn của lực và cho biết tương tác là lực đẩy (hai điện tích cùng dấu) hay lực hút (hai điện tích trái dấu). Tích hai điện tích dương cho ra lực đẩy; tích âm cho ra lực hút.
Giải thích công thức
Phương trình là $$F = k \cdot \frac{q_1 \cdot q_2}{r^2}$$ trong đó \(k = 8{,}9875517873681764 \times 10^9 \ \text{N}\cdot\text{m}^2/\text{C}^2\) là hằng số Coulomb trong chân không. Vì khoảng cách nằm ở mẫu số và được bình phương, nên khi tăng khoảng cách lên gấp đôi, lực chỉ còn lại một phần tư giá trị ban đầu — đây là quan hệ tỉ lệ nghịch với bình phương, tương tự như lực hấp dẫn.
Ví dụ minh họa
Giả sử hai điện tích \(q_1 = 1 \ \mu\text{C}\) (\(1 \times 10^{-6} \ \text{C}\)) và \(q_2 = 1 \ \mu\text{C}\) được đặt cách nhau 0,1 m. Khi đó $$F = \frac{(8{,}9875517873681764 \times 10^9) \times (1 \times 10^{-6} \times 1 \times 10^{-6})}{0{,}1^2} = \frac{8{,}9875517873681764 \times 10^9 \times 1 \times 10^{-12}}{0{,}01} = 0{,}898755\ldots \ \text{N}$$ Lực này là lực đẩy vì cả hai điện tích đều dương.
Câu hỏi thường gặp
Tôi nên dùng đơn vị nào? Điện tích tính bằng Coulomb (C) và khoảng cách tính bằng mét (m) sẽ cho lực tính bằng Newton (N). Để đổi micrôcoulomb sang Coulomb, bạn nhân với \(10^{-6}\).
Kết quả âm có nghĩa là gì? Dấu âm cho biết đó là lực hút, xảy ra khi hai điện tích trái dấu. Dòng độ lớn cho thấy cường độ tuyệt đối của lực.
Có tính đến môi trường không? Không — công cụ này dùng giá trị \(k\) trong chân không (không gian tự do). Nếu ở trong môi trường điện môi, bạn cần chia thêm cho hằng số điện môi tương đối.
