Калькулятор закона Кулона
Сила взаимодействия двух точечных зарядов.
Заполните поля — результат появится здесь автоматически.
Закон Кулона оценивает электростатическую силу между двумя точечными зарядами в вакууме. Заряды вводятся в нКл, расстояние — в см. Главное число — модуль силы; строка характера различает притяжение, отталкивание и отсутствие силы при нулевом заряде. Поле первого заряда и потенциальная энергия помогают отделить свойства источника от взаимодействия пары.
Как считается
Формула и логика
F=k|q₁q₂|/r²; E₁=k|q₁|/r²; U=kq₁q₂/r. НКл умножаются на 10⁻⁹, см — на 0,01. k≈8,9875517862·10⁹ Н·м²/Кл², округлено из CODATA 2022; нуль U выбран на бесконечности.
Пример
Заряды 1 и −1 нКл на расстоянии 10 см притягиваются с силой 8,988·10⁻⁷ Н.
Поля и единицы
- Первый заряд — нКл
- Второй заряд — нКл
- Расстояние — см
Как пользоваться
- — Введите два заряда в нКл. Положительные, отрицательные и нулевые заряды допустимы; разные знаки дают притяжение, одинаковые — отталкивание.
- — Введите положительное расстояние в сантиметрах:10 означает 0,1 м. НКл и Кл отличаются в миллиард раз; ошибка единиц обоих зарядов изменяет силу в 10¹⁸ раз.
- — Сравните модуль силы, поле первого заряда и потенциальную энергию. При q₂=0 сила равна нулю, но поле первого заряда может сохраняться.
Методика и ограничения
- Методика расчёта
- Формула и логика
- Источник данных или нормы
- OpenStax §5.3: электростатическая сила точечных зарядов OpenStax §5.4: поле источника независимо от пробного заряда OpenStax §7.1: энергия пары зарядов с нулём на бесконечности NIST CODATA 2022: точные h, c, e и измеренная ε₀
- Ограничение
- Реализована модель точечных зарядов в вакууме. Для однородного линейного диэлектрика используют εᵣ, но такого поля здесь нет.
FAQ
Чем закон Кулона похож на закон всемирного тяготения?
Обе силы убывают как квадрат расстояния и пропорциональны произведению «зарядов» — электрического или массы. Различие принципиальное: масса всегда положительна, поэтому тяготение только притягивает, а электрический заряд бывает двух знаков.
Какие параметры отличают поле от силы?
Поле первого заряда зависит от q₁ и r, а сила пары — ещё и от q₂. В строке поля дан модуль; направление определяется знаком q₁. Если q₂=0, сила нулевая, но поле первого заряда остаётся.
Что такое напряжённость поля?
Сила, которая действовала бы на единичный положительный заряд в этой точке. Она не зависит от второго заряда и описывает само поле, а не пару тел — по ней удобно сравнивать источники между собой.
Почему потенциальная энергия может быть отрицательной?
Она отсчитывается от бесконечности. Для притягивающихся зарядов, чтобы развести их бесконечно далеко, нужно совершить работу — значит, сейчас энергия ниже нуля.
Что меняется для среды и протяжных тел?
Реализована модель точечных зарядов в вакууме. Для однородного линейного диэлектрика используют εᵣ, но такого поля здесь нет. У проводящих шаров соседний заряд перераспределяет поверхностный заряд, поэтому расстояние между центрами само по себе не делает точечную формулу точной.