クーロンの法則 — 2点の電荷が相互に及ぼす力

力の大きさ

|F|

0 N

力の性質

—

電荷量 q₁

μC

電荷量 q₂

μC

距離 d

パラメータを動かしてみよう

1 クーロンの法則

2つの点電荷 $q_1, q_2$ が距離 $d$ だけ離れているとき、互いに働く力の大きさは
$\displaystyle F = k \cdot \frac{|q_1 \cdot q_2|}{d^2}$
比例定数 $k \approx 8.99 \times 10^{9}\ \mathrm{N\cdot m^2/C^2}$ (真空中)

・同符号(++ / −−): 互いに反発(斥力)
・異符号(+− / −+): 互いに引き合う(引力)

2 距離を動かす(逆二乗則)

$d$ のスライダーを 10cm から 20cm に動かしてください(2倍にする)。

$|F|$ の数値が 1/4 になることを確認( $d$ を 2倍 → $F$ は 1/4 になる)
キャンバスの矢印の長さが大幅に短くなる
これが 距離の逆二乗則 $F \propto 1/d^2$ の意味

3 電荷量を動かす(比例関係)

$q_1$ のスライダーを +1 から +2 に動かしてください(2倍にする)。

$|F|$ の数値が 2倍になることを確認( $q_1$ に比例)
両方とも 2倍にすると 4倍(積に比例)

4 符号を反転 → 引力⇄斥力

$q_2$ のスライダーで符号を −1 → +1 に変えてみてください。

「力の性質」が 引力 → 斥力 に切り替わる
キャンバス上の矢印の向きが、互いに向かう → 互いに離れるに逆転
電荷量の絶対値が同じなら $|F|$ は変わらない(向きだけが反転)

片方を 0 にすると $F = 0$ 。矢印が消えます。