قانون کولن

بزرگی نيروی الکتريکی ربايشی يا رانشی بين دو ذره با بارهای \({q_1}\) و \({q_2}\) که در فاصله r از يکديگر قرار دارند، با حاصل ضرب اندازه (بزرگی) بار دو ذره نسبت مستقيم و با مجذور فاصله دو ذره از هم، نسبت وارون دارد.

\({F_{12}}\)  به معنای نیرویی است که ذره اول به ذره دوم وارد می کند.

\({F_{21}}\)  به معنای نیرویی است که ذره دوم به ذره اول وارد می کند.

\(F = K\frac{{\left| {{q_1}} \right| \times \left| {{q_2}} \right|}}{{{r^2}}}\)

در این فرمول

(K) ثابت کولن (\(\frac{{N{m^2}}}{{{C^2}}}\) )

\(\begin{array}{l}K = \frac{1}{{4\pi {\varepsilon _0}}} \approx 9 \times {10^9}\frac{{N{m^2}}}{{{C^2}}}\\{\varepsilon _0} = 8/85 \times {10^{ - 12}}\frac{{{C^2}}}{{N{m^2}}}\end{array}\)

در يک سر ميله نارسانای سبک افقی، يک گوی باردار مثبت کوچک و در سر ديگر آن، يک قرص جهت حفظ تعادل قرار دارد. ميله از وسط توسط يک رشته سيم کشسان و نازک آويخته شده است. يک گوی با بار منفی از حفرهای به داخل استوانه شيشه ای برده می شود. درجه هايی بر سطح استوانه حک شده است که ميزان چرخش ميله را نشان می دهد. نيروی موثر بين اين بارها از اندازه گيری زاويه چرخش تا رسيدن به حالت تعادل بدست می آيد .اين آزمايش اولين بار توسط دانشمندی فرانسوی به نام شارل آگوستين کولُن، جهت محاسبه ی بزرگی نيروی بين دو بار الکتريکی بنا شد و يکای بار الکتريکی به افتخار اين دانشمند فرانسوی، کولن ناميده می شود.

نيروی الکتريکی وارد بر هر ذره، برآيند نيروهايی است که هر يک از ذرات، در غياب ساير ذرات، بر آن ذره وارد می کنند. مثلا فرض کنيد n ذره ی باردار داشته باشيم، که در نزديکی بار نقطه ای \({q_0}\) قرار دارند. آنگاه نيروی خالص وارد بر بار نقطه \({q_0}\) به صورت جمع برداری بدست می آيد:

\({F_{T0}} = {F_{10}} + {F_{20}} + {F_{30}} + .... + {F_{n0}}\)

گام های اساسی حل مسائل بر هم نهی نيروی الکتريکی

1. اندازه نيروی الکتريکی ناشی از تک تک بارها را بر بار مورد نظر محاسبه می کنيم.
2. جهت نيروی الکتريکی هر بار را بر بارمورد نظر رسم می کنيم.
3. اندازه و جهت نيروی برآيند را محاسبه می کنيم.