Kalkulator prawa Coulomba
Prawo Coulomba w praktyce – wzory, przykłady, obliczenia krok po kroku.
- Bez rejestracji
- Szybkie działanie
- Operacje w pamięci
Zero back-endu, 100% lokalnie.
Kalkulator prawa Coulomba
Prawo Coulomba: F = k_e · |q₁ q₂| / r², kierunek: przyciąganie dla znaków przeciwnych, odpychanie dla jednakowych. Dodatkowo potencjał energii U = k_e·q₁·q₂/r i natężenie pola przy każdym ładunku.
Kalkulator Prawa Coulomba – oblicz siłę elektrostatyczną między ładunkami
Oblicz siłę oddziaływania elektrostatycznego między dwoma ładunkami elektrycznymi. Kalkulator Prawa Coulomba automatycznie przelicza wartości w niutonach, uwzględnia odległość i rodzaj ładunków. Doskonałe narzędzie do nauki fizyki, elektrotechniki i inżynierii materiałowej.
Uruchom kalkulator Coulomba Zobacz wzory i przykłady
Na czym polega Prawo Coulomba
Prawo Coulomba opisuje siłę oddziaływania elektrostatycznego między dwoma punktowymi ładunkami elektrycznymi. Siła ta jest proporcjonalna do iloczynu wartości ładunków, a odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości między nimi. Działa wzdłuż linii łączącej oba ładunki – przyciągając lub odpychając w zależności od ich znaków.
Wzór na Prawo Coulomba
F = k · (|q₁ · q₂|) / r²
gdzie:
F – siła elektrostatyczna [N]
k – stała elektrostatyczna = 8.9875×10⁹ N·m²/C²
q₁, q₂ – wartości ładunków [C]
r – odległość między ładunkami [m]
Dla ładunków o tym samym znaku (oba dodatnie lub oba ujemne) siła jest odpychająca. Dla ładunków o przeciwnych znakach – przyciągająca. Wartość siły jest zawsze dodatnia, kierunek określa wektor działania.
Jak korzystać z kalkulatora
- Podaj wartości ładunków q₁ i q₂ w kulombach (C) lub mikro-/nano-kulombach.
- Wpisz odległość między nimi w metrach.
- Kliknij Oblicz – kalkulator zwróci siłę w niutonach (N).
- Wynik uwzględnia kierunek siły – przyciąganie lub odpychanie.
Przykłady obliczeń
Przyciąganie ładunków przeciwnych
q₁ = 3×10⁻⁶ C, q₂ = -2×10⁻⁶ C, r = 0.1 m.
F = 8.9875×10⁹ × (6×10⁻¹²) / 0.01 = 5.39 N (przyciąganie).
Odpychanie ładunków dodatnich
q₁ = 5×10⁻⁶ C, q₂ = 1×10⁻⁶ C, r = 0.2 m.
F = 8.9875×10⁹ × (5×10⁻¹²) / 0.04 = 1.12 N (odpychanie).
Mniejsze ładunki i duża odległość
q₁ = 1×10⁻⁹ C, q₂ = -1×10⁻⁹ C, r = 1 m.
F = 8.9875×10⁹ × (1×10⁻¹⁸) / 1 = 8.99×10⁻⁹ N (przyciąganie).
Eksperyment laboratoryjny
q₁ = 1×10⁻⁵ C, q₂ = -4×10⁻⁵ C, r = 0.5 m.
F = 8.9875×10⁹ × (4×10⁻¹⁰) / 0.25 = 14.38 N (przyciąganie).
Wersja wektorowa równania
𝐅₁₂ = k · (q₁q₂ / r²) · 𝐫̂
Kierunek wektora 𝐅₁₂ jest zgodny z prostą łączącą oba ładunki. Zmiana znaku jednego z ładunków zmienia zwrot wektora siły.
Stała elektrostatyczna
Wartość stałej elektrostatycznej w próżni:
k = 1 / (4π·ε₀) ≈ 8.9875517923×10⁹ N·m²/C²gdzie ε₀ = 8.854×10⁻¹² F/m – przenikalność elektryczna próżni.
Najczęstsze pytania (FAQ)
Jakie są jednostki ładunku?
Podstawową jednostką w układzie SI jest kulomb (C). 1 C = 1 A·s. W praktyce stosuje się mikro- lub nano-kulomby.
Czy siła może być ujemna?
Wartość siły zawsze dodatnia, ale znak kierunkowy określa charakter oddziaływania – przyciąganie lub odpychanie.
Czy Prawo Coulomba działa w ośrodkach innych niż próżnia?
Tak, z poprawką na przenikalność elektryczną danego ośrodka: F = (1 / (4π·ε)) · (|q₁q₂| / r²).
Jak wpływa odległość na siłę?
Siła maleje odwrotnie proporcjonalnie do kwadratu odległości – jeśli r wzrośnie dwukrotnie, siła spadnie czterokrotnie.
Zastosowania Prawa Coulomba
- Analiza oddziaływań elektrostatycznych między cząstkami.
- Modelowanie kondensatorów i pól elektrycznych.
- Obliczenia w inżynierii wysokich napięć.
- Symulacje molekularne w chemii i fizyce kwantowej.
Podsumowanie: Kalkulator Prawa Coulomba to proste i precyzyjne narzędzie do obliczania siły elektrostatycznej między ładunkami. Wystarczy wprowadzić ładunki i odległość, a kalkulator zwróci wynik w niutonach, wraz z informacją o kierunku oddziaływania.