Dưới đây là hướng dẫn xác định độ lớn của lực tương tác giữa hai điện tích điểm trong không khí mới nhất chi tiết nhất và hướng dẫn các công thức tính lực tương tác giữa 2 điện tích , lực tương tác giữa 2 điện tích đứng yên , độ lớn của lực tương tác giữa hai điện tích điểm trong không khí và chân không , cách tính lực tương tác giữa 2 điện tích hãy cùng tham khảo với beefdaily.com.vn nhé !
Định luật Cu-lông lực tương tác giữa hai điện tích
Định luật Coulomb là một phát biểu định lượng về lực giữa hai điện tích điểm. Theo Coulomb, lực giữa hai điện tích điểm q1 và q2:
- Lực dọc theo đường nối hai điện tích điểm.
- Tỉ lệ với tích của hai điện tích (q1.q2)
- Tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa hai điện tích.
Công thức tính lực tương tác giữa 2 điện tích
Vào cuối thế kỷ thứ mười tám, một nhà Vật lý người Pháp tên là Charles de Coulomb đã thí nghiệm về lực giữa hai điện tích. Hai điện tích này chúng ta coi là điện tích điểm (về mặt lý thuyết, điện tích điểm là một vật có điện tích lan truyền trên một bề mặt có kích thước vô cùng nhỏ tức là nó có vị trí nhưng không có thứ nguyên).
Hãy coi hai vật thể tích điện cực nhỏ được mô phỏng như điện tích điểm. Nếu đưa hai vật mang điện này lại gần nhau thì chúng tác dụng lên nhau một lực gọi là Lực điện.
Cho hai vật tích điện có điện tích lần lượt là q1 và q2. Nếu hai điện tích điểm đặt cách nhau một khoảng r thì độ lớn của lực điện giữa hai điện tích điểm là :
F ∝ (q1 x q2) / r 2
Hằng số Tỷ lệ (k)
Theo định luật Coulomb, lực giữa hai điện tích điểm nói trên phụ thuộc vào môi trường đặt hai điện tích và tác dụng của môi trường lên lực được đưa vào phương trình toán học của lực điện bằng một hằng số tỉ lệ, ký hiệu là k .
Vì vậy, phương trình của Định luật coulomb trở thành:
F = kx (q1 x q2) / r 2
Theo đơn vị SI, điện tích q1 và q2 có đơn vị là Coulomb (C), khoảng cách r có đơn vị mét (m) và lực F có đơn vị là Newton (N). Để bù đắp những điều này và cũng thỏa mãn Định luật Coulomb, hằng số tỷ lệ k được định nghĩa như sau:
k = 1 / (4p)
trong đó ε là điện suất cho phép của môi trường trong đó đặt hai điện tích điểm. Các đơn vị SI của ε là Farad trên mét (F / m).
Nói chung, khả năng cho phép của môi trường được biểu thị như sau:
ε = ε 0 ε r
ở đây
- ε 0 là hằng số điện môi của môi trường
- ε r là hằng số điện môi của môi trường đối với không gian tự do (nó còn được gọi là hằng số điện môi của môi trường).
Nếu môi trường là không gian tự do hoặc chân không thì ε = ε 0 ε r = 1. Khi đó độ lớn của lực tương tác tĩnh điện culông giữa hai điện tích điểm đặt trong không khí
F = (1 / 4πε 0 ) x (q1.q2) / r 2
Hơn nữa, khả năng cho phép của không gian tự do ε 0 có giá trị là:
ε 0 = (1 / 36π) x 10 -9 F / m = 8.854 x 10 -12 F / m.
Xét tương tác của hai điện tích điểm trong một môi trường xác định
Như đã đề cập lực tương tác giữa hai điện tích điểm là có hướng và nó tác dụng dọc theo đường nối hai điện tích. Lực này dẫn đến một biểu diễn vectơ của lực.
Bây giờ, xét hai điện tích điểm q1 và q2 nằm tại hai điểm có vectơ vị trí là r1 và r2. Lực tác dụng dọc theo phương r 12 . Biểu diễn vectơ của lực như sau:
- r 12 là vectơ đơn vị dọc theo phương r 12
Công thức lực tương tác giữa n điện tích
Nếu có nhiều điện tích điểm thì sao? Làm thế nào chúng ta có thể sử dụng Định luật Coulomb để đối phó với sự phân bố điện tích phức tạp như vậy? Nó rất đơn giản. Chúng ta chỉ lặp lại phân tích cho hai điện tích điểm cùng một lúc.
Nguyên tắc chồng chất được áp dụng để tính lực thực trên một điện tích. Theo điều này, điện tích thực trên một điện tích đơn giản là tổng vectơ của lực riêng lẻ do các điện tích khác tác dụng lên nó.
Ở đây, Q là điện tích điểm thử chịu lực F và qi là điện tích nguồn ‘n’ đặt tại ri.
Những điều cần nhớ về định luật Coulomb
Dưới đây là một số tính chất quan trọng của Định luật Coulomb:
- Đối với các điện tích, lực điện giữa chúng là lực đẩy và không giống như các điện tích, lực hút. Từ quan điểm toán học, điều này có thể được xác định bằng dấu của tích q1.q2 trong tử số của phương trình lực. Khi tích q1.q2 dương (trường hợp như các điện tích) thì lực F có giá trị dương và đẩy các điện tích ra xa nhau. Tích q1.q2 là âm không giống như các điện tích và lực F là âm. Điều này có nghĩa là các vật thể bị hút vào nhau.
- Chúng ta đã thấy sự tương đồng giữa Lực điện và Lực hấp dẫn. Bot các lực thể hiện tính chất 1 / r 2 . Điều này có nghĩa là tương tự như hành tinh quay quanh Mặt trời, một điện tích âm có thể quay quanh một điện tích dương. Mặc dù sự khác biệt chính là lực hấp dẫn luôn là lực hút trong khi lực điện có thể là lực hút hoặc lực đẩy.
- Độ lớn của lực F tác dụng lên cả hai vật. Nếu một lực có độ lớn F tác dụng lên vật mang điện tích q1 thì lực có độ lớn F tác dụng lên q2 nhưng ngược chiều.