Przejdź do treści
Liczbnik

Калькулятор електростатичної сили

Калькулятор електростатичної сили дозволяє миттєво обчислити силу взаємодії між двома електричними зарядами за законом Кулона. Введіть значення обох зарядів (у кулонах), відстань між ними (у метрах) і за потреби відносну діелектричну проникність середовища — калькулятор визначить силу в ньютонах. Закон Кулона є основою електростатики і описує одну з чотирьох фундаментальних сил природи — електромагнітну взаємодію. Він діє у вакуумі та в матеріальних середовищах, де сила зменшується через діелектричну проникність матеріалу. Калькулятор стане у пригоді учням, студентам фізики, інженерам-електронщикам і всім, хто хоче швидко перевірити результат без ручних обчислень.

ПеревіреноRedakcja Liczbnik
Калькулятор
Електростатична силаСила Кулона (Н)0,9
Заряд q₁ (Кл)
0
Заряд q₂ (Кл)
0
Відстань (м)
0,1
Відносна проникність (εr)
1
Стала Кулона k (Н·м²/Кл²)
8 987 551 792,3

Як ми обчислюємо електростатичну силу

Закон Кулона: F = k × |q₁ × q₂| / (εr × r²), де k = 8,9876×10⁹ Н·м²/Кл² — стала Кулона, q₁ і q₂ — заряди в кулонах, r — відстань у метрах, εr — відносна діелектрична проникність середовища (1 для вакуumu/повітря). Результат подається в ньютонах (Н).

Приклад: два заряди по 1 мкКл на відстані 10 см у повітрі

Заряд q1 = 1 мкКл = 1×10⁻⁶ Кл, заряд q2 = 1 мкКл = 1×10⁻⁶ Кл, відстань r = 0,1 м, проникність εr = 1 (повітря). Сила: F = 8,9876×10⁹ × (1×10⁻⁶)² / 0,1² = 0,8988 Н ≈ 0,9 Н. Це сила відштовхування, оскільки обидва заряди однакового знаку.

Питання та відповіді

Що таке закон Кулона?

Закон Кулона стверджує, що електростатична сила між двома точковими зарядами прямо пропорційна добутку їхніх модулів і обернено пропорційна квадрату відстані між ними: F = k × |q₁ × q₂| / r². Його сформулював Шарль-Огюстен де Кулон у 1785 році.

Що таке стала Кулона і яке її значення?

Стала Кулона k = 1/(4πε₀) ≈ 8,9876 × 10⁹ Н·м²/Кл², де ε₀ = 8,854 × 10⁻¹² Ф/м — електрична стала (проникність вакуumu). Ця константа визначає інтенсивність електромагнітної сили у вакуumі.

Яка різниця між силою притягання та відштовхування?

Якщо заряди різного знаку (один додатний, інший від'ємний), сила є притяганням — заряди тягнуться один до одного. Якщо обидва заряди однакового знаку, сила є відштовхуванням. Закон Кулона визначає модуль сили; напрямок залежить від знаків зарядів.

Як відстань впливає на електростатичну силу?

Електростатична сила підпорядковується закону обернених квадратів: подвоєння відстані зменшує силу вчетверо (2² = 4). Потроєння відстані зменшує її в дев'ять разів. Через таке швидке спадання макроскопічні об'єкти рідко відчувають помітні електростатичні сили, якщо заряди не дуже великі.

Що таке відносна діелектрична проникність і як вона впливає на силу?

Відносна діелектрична проникність εr (діелектрична стала) показує, наскільки матеріал послаблює електростатичну силу порівняно з вакуumом. Для вакуumu та повітря εr ≈ 1, для води εr ≈ 80. Вище εr означає кращий захист: сила зменшується в εr разів.

В яких одиницях вимірюється електричний заряд у калькуляторі?

Калькулятор використовує кулони (Кл) як одиницю SI для електричного заряду. На практиці типові заряди набагато менші: 1 мікрокулон (мкКл) = 10⁻⁶ Кл, 1 нанокулон (нКл) = 10⁻⁹ Кл. Елементарний заряд протона або електрона ≈ 1,602 × 10⁻¹⁹ Кл.

Орієнтовний результат

Калькулятор призначений для навчальних та інженерних цілей. Результати засновані на класичному законі Кулона, який застосовується до нерухомих точкових зарядів. Для рухомих зарядів або дуже малих відстаней (атомний масштаб) потрібні квантові моделі.

Пов’язані калькулятори

  • Калькулятор закону Ома (U = I × R)

    Обчисліть напругу, силу струму або електричний опір за законом Ома (U=I×R). Калькулятор також розраховує електричну потужність. Швидко, безкоштовно, без реєстрації.

    Наука

Інші калькулятори з категорії Наукові калькулятори — фізика і хімія

Дивитися всі калькулятори: Наукові калькулятори — фізика і хімія →

Пов’язані статті

Дивитися всі