Prawo Coulomba – zadanie nr 1

Oblicz siłę oddziaływania elektrostatycznego między dwoma ciałami o ładunkach q₁  = +2 ⋅ 10^-5 C oraz q₂  = -3 ⋅ 10^-7 C oddalonymi od siebie o 30 cm.

Siłę oddziaływania elektrostatycznego F  pomiędzy dwoma naładowanymi elektrycznie ciałami obliczymy stosując prawo Coulomba:

$$F = k \hspace{.1cm} \dfrac{|q_1| \cdot |q_2|}{r^2}$$

gdzie:
k  – stała elektrostatyczna,
q₁ , q₂  – ładunek elektryczny, odpowiednio, pierwszego i drugiego ciała,
r  – odległość pomiędzy środkami dwóch ciał.

Wszystkie dane potrzebne do obliczenia siły F  podano w treści zadania. Stała elektrostatyczna k  jest znana i wynosi k  = 9 ⋅ 10⁹ N ⋅ m²/C². Podstawiając wartości liczbowe ładunków elektrycznych q₁  i q₂ , odległości r  – koniecznie pamiętając o zamianie odległości wyrażonej w centymetrach na metry (30 cm = 0,3 m), otrzymamy:

$$F = 9 \hspace{.1cm} \cdot 10^9 \hspace{.1cm} \tfrac{\rm{N} \hspace{.1cm} \cdot \hspace{.1cm} \rm{m}^2}{\rm{C}^2} \cdot \dfrac{2 \cdot 10^{-5} \hspace{.1cm} \rm{C} \hspace{.1cm} \cdot \hspace{.1cm} 3 \cdot 10^{-7} \hspace{.1cm} \rm{C}}{\left(0,\hspace{-.1cm}3 \hspace{.1cm} \rm{m} \right)^2} = \dfrac{54 \cdot 10^{-3}}{9 \cdot 10^{-2}} \hspace{.1cm} \rm{N} = 6 \cdot 10^{-1} \hspace{.1cm} \rm{N} = 0,\hspace{-.1cm}6 \hspace{.1cm} \rm{N}$$

Zwróć uwagę, że obydwa ciała są naładowane różnoimiennie (pierwsze ciało jest naładowane dodatnio, drugie – ujemnie), tak więc oddziaływanie elektrostatyczne występujące pomiędzy tymi ciałami ma charakter przyciągający.