Fórmula: F=qE, donde q es la carga de la carga puntual y E es la intensidad del campo. O a partir de W=Fd, también se puede calcular en función del trabajo realizado por la fuerza del campo eléctrico y la distancia recorrida en la dirección de la fuerza del campo eléctrico. Otra fórmula importante en electromagnetismo, W=qU (donde U es la diferencia de potencial entre dos puntos), se deriva de esta fórmula.
Leyes y fórmulas relevantes:
La fórmula aplicable en cualquier campo eléctrico: fuerza electrostática F estática = qE.
La fórmula general para el campo eléctrico uniforme: E=U/d? (Nota: d se refiere a la distancia entre las dos placas, U se refiere a la diferencia de potencial entre las dos placas)
También existe una fórmula aplicable a cargas puntuales en el vacío Fórmula: F=k(Qq/r2) (Nota: Constante de fuerza electrostática k=9.0×109N·m2/C2)
Fórmula gravitacional universal: F=G(Mm/r2) (Nota: Constante gravitacional universal G =6,67×10-11N·m2/kg2)
Información ampliada:
Método de demostración:
La escala de torsión de Coulomb se compone de un alambre delgado suspendido de una varilla de luz en la parte superior y dos bolas de equilibrio unidas a ambos extremos de la varilla de luz. Cuando no actúa ninguna fuerza sobre la bola, la varilla asume una determinada posición de equilibrio.
Si una de las dos bolas está cargada y otra pequeña bola con la misma carga se coloca cerca de ella, una fuerza eléctrica actuará sobre la bola y la bola podrá moverse, haciendo que la varilla cuelgue. La punta gira hasta que la torsión del cable de suspensión y la fuerza eléctrica alcanzan un equilibrio.
Debido a que la línea de suspensión es muy delgada, una pequeña fuerza que actúa sobre la bola puede hacer que la varilla se desvíe significativamente de su posición original y el ángulo de rotación es proporcional a la fuerza. Coulomb cargó la bola móvil y la bola fija con diferentes cantidades de carga y cambió la distancia entre ellas:
Por primera vez, las dos bolas estaban separadas por 36 escalas y se midió el ángulo de rotación del alambre de plata. . es de 36 grados.
La segunda vez, las dos bolas estaban separadas por 18 escalas y se midió que el ángulo de rotación del alambre de plata era de 144 grados.
La tercera vez, las dos bolas estaban separadas por 8,5 escalas y el ángulo de rotación del alambre de plata se midió en 575,5 grados.
Los experimentos anteriores muestran que cuando la distancia entre dos cargas es 4:2:1, el ángulo de torsión es 1:4:16. Dado que el tamaño del ángulo de torsión es inversamente proporcional a la fuerza de torsión, se deduce que el tamaño de la repulsión entre dos cargas es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia. Coulomb creía que la tercera desviación se debía a una fuga de electricidad.
Después de estos ingeniosos arreglos, experimentos cuidadosos, mediciones repetidas y análisis de los resultados experimentales para descubrir la causa del error y hacer correcciones, Coulomb finalmente midió el número de partículas con la misma carga del mismo cantidad.
Pero para la fuerza gravitacional entre cargas diferentes, es difícil medirla con una balanza de torsión. Debido a que el momento de restauración de torsión del alambre es sólo proporcional a la primera potencia del ángulo, esto no puede garantizar la estabilidad del equilibrio de torsión.
Después de muchas reflexiones, Coulomb inventó el péndulo eléctrico. Utilizando un método similar al de un péndulo simple, determinó que la atracción entre cargas diferentes también es inversamente proporcional al cuadrado de su distancia.
Finalmente, Coulomb finalmente descubrió la relación cuantitativa entre la fuerza de interacción entre dos cargas puntuales en el vacío, la carga eléctrica transportada por las dos cargas puntuales y la distancia entre ellas. Esta es la clave de la electrostática. La ley de Coulomb establece que la fuerza entre dos cargas es directamente proporcional al producto de las dos cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellas.
La ley de Coulomb es la primera ley cuantitativa en la historia del desarrollo de la electricidad. Lleva la investigación de la electricidad de la etapa cualitativa a la cuantitativa y es un hito importante en la historia de la electricidad. La unidad de carga eléctrica, el culombio, lleva el nombre de su apellido.
Referencia: Enciclopedia Baidu---Fuerza de campo eléctrico