04 // Cẩm Nang Công Thức Tương Tác // ĐỊNH LUẬT CƠ HỌC, ĐIỆN TỪ HỌC & THUYẾT TƯƠNG ĐỐIF = k_e · |q₁ · q₂| / r², where k_e = 1 / (4π ε₀)
Định Luật Coulomb Về Lực Tĩnh Điện, Cường Độ Điện Trường & Điện Thế
Xác định lực tương tác tĩnh điện, cường độ điện trường E và điện thế V giữa các điện tích điểm đặt trong chân không hoặc môi trường điện môi.
Bảng công thức
Công thức chính
F = k_e · |q₁ · q₂| / r², where k_e = 1 / (4π ε₀)
Các dạng suy ra
E = F / q₀ = k_e · |Q| / r² (Point-Charge Electric Field in N/C or V/m)
V = k_e · Q / r, U_e = k_e · (q₁ · q₂) / r (Electric Potential & Energy)
k_e = 8.98755 × 10⁹ N·m²/C², ε₀ = 8.85419 × 10⁻¹² F/m
Biến số & Đơn vị
| Symbol | Name | Unit |
|---|---|---|
| F | Electrostatic Force Magnitude (F) | N |
| q1_uC | Point Charge |q₁| (microcoulombs, μC) | μC |
| q2_uC | Point Charge |q₂| (microcoulombs, μC) | μC |
| r | Separation Distance (r) | m |
Dữ liệu đầu vào & Tham số
[μC]
[μC]
[m]
Kết quả tính toán (Electrostatic Force Magnitude (F))
F =0.998617N
Ghi chú & Giải thích công thức
- Start with Gauss's Law ∮ E · dA = Q_enc / ε₀ over a concentric spherical surface of area 4πr² around point charge Q.
- By spherical symmetry, E(4πr²) = Q / ε₀ ⇒ E = Q / (4πε₀ r²) = k_e Q / r².
- Placing a second charge q₂ in field E produces the Lorentz electrostatic force F = q₂ E = k_e q₁ q₂ / r².
Ví dụ minh họa có lời giải
#1: Calculate the electrostatic force between q₁ = +5.0 μC and q₂ = −2.0 μC separated by r = 0.30 m in air.
|q₁| = 5 × 10⁻⁶ C|q₂| = 2 × 10⁻⁶ Cr = 0.30 m
F = (8.98755×10⁹ × 5×10⁻⁶ × 2×10⁻⁶) / (0.30)² = 0.089876 / 0.09
→ F = 0.9986 N (attractive since signs are opposite)
#2: Compare the electrostatic attraction vs. gravitational attraction between a proton and electron in a hydrogen atom (r = 5.29 × 10⁻¹¹ m).
|e| = 1.602 × 10⁻¹⁹ Cm_p = 1.673 × 10⁻²⁷ kgm_e = 9.109 × 10⁻³¹ kg
F_e / F_g = (k_e e²) / (G m_p m_e) = 2.307×10⁻²⁸ / 1.017×10⁻⁶⁷
→ F_e / F_g ≈ 2.27 × 10³⁹ (electrostatics is 39 orders of magnitude stronger!)
Công cụ này có hữu ích với bạn không?
Câu Hỏi Thường Gặp (FAQ)
Làm thế nào để sử dụng công cụ Định Luật Coulomb Về Lực Tĩnh Điện, Cường Độ Điện Trường & Điện Thế?+
Nhập các thông số hoặc kéo thanh trượt để tính toán và mô phỏng Định Luật Coulomb Về Lực Tĩnh Điện, Cường Độ Điện Trường & Điện Thế theo công thức F = k_e · |q₁ · q₂| / r², where k_e = 1 / (4π ε₀) ngay lập tức trên trình duyệt. Xác định lực tương tác tĩnh điện, cường độ điện trường E và điện thế V giữa các điện tích điểm đặt trong chân không hoặc môi trường điện môi.
Tôi có thể tải xuống biểu đồ hoặc kết quả từ Định Luật Coulomb Về Lực Tĩnh Điện, Cường Độ Điện Trường & Điện Thế không?+
Có! Công cụ hỗ trợ tải file SVG, PNG sắc nét, sao chép CSV hoặc in phiếu bài tập ngay lập tức.
Tôi có thể xóa dữ liệu mẫu trong Định Luật Coulomb Về Lực Tĩnh Điện, Cường Độ Điện Trường & Điện Thế để nhập mới từ đầu không?+
Có. Nhấn nút xóa trống ở đầu công cụ để bắt đầu với bảng trống hoàn toàn, hoặc tải lại dữ liệu mẫu bất cứ lúc nào.