قانون کولن فیزیک یازدهم | تعریف، آموزش، فرمول، مثال و نکات کنکوری

قانون کولن چیست؟

قانون کولن به بیان ساده یعنی نیروی الکتریکی ربایشی یا رانشی بین دو ذرۀ باردار q_۱ و q_۲ که در فاصلۀ r از یکدیگر قرار دارند که این نیرو با حاصل‌ضرب بار دو ذره نسبت مستقیم و با مجذور فاصلۀ آنها از هم نسبت وارون دارد.

فرمول قانون کولن

هرگاه دو بار الکتریکی در فاصله r از هم قرار بگیرند مطابق رابطه‌ی زیر بر آنها نیروی الکتریکی جاذبه یا دافعه وارد می‌شود.

F = \frac{K q_{1} q_{2}}{r^{2}}

در رابطه بالا ، k ثابت کولن نامیده می‌شود و مقدار آن 10⁹ × 9 است.
فاصله r در رابطه بالا باید بر حسب متر وارد شود ( البته در مسائل نسبتی می‌توان این فاصله را برحسب سانتی‌متر یا میلی‌متر وارد کرد)
هنگام استفاده از قانون کولن مقدار بارهای الکتریکی فقط با علامت مثبت وارد می‌شود ، یعنی حتی زمانی که بار الکتریکی منفی باشد باز هم هنگام جاگذاری در فرمول بالا باید با علامت مثبت جاگذاری شود.
نیروی بین بارهای الکتریکی از نوع عمل و عکس العمل هستند ( یعنی اندازه بین نیروهای q₁ و q₂ با هم برابر و در خلاف جهت یکدیگر است)

مثال از قانون کولن

مثال 1 ) دو بار الکترکی 3 میکروکولنی و 4 میکروکولنی در فاصله 3 سانتی‌متری هم قرار دارند، در این صورت نیروی الکترواستاتیکی بین این دو بار چقدر خواهد بود؟ (k=9×10⁹)

برای حل این سوال ابتدا باید تبدیل واحدهای زیر را انجام دهیم.

\{\begin{matrix} q_{1} = 3 μ c = 3 \times 10^{- 6} c \\ q_{2} = 4 μ c = 4 \times 10^{- 6} c \\ r^{2} = 9 c m^{2} = 9 \times 10^{- 4} m^{2} \end{matrix}

و اما پس از تبدیل واحد و استانداردسازی بر حسب یکای SI کافی است که مقادیر بالارو در فرمول نیروی بین دو بار الکتریکی جاگذاری کنیم.

F = \frac{9 \times 10^{9} \times 3 \times 10^{- 6} \times 4 \times 10^{- 6}}{9 \times 10^{- 4}} = 120 N

مثال 2 ) عبارت درست را از داخل پرانتز انتخاب کنید
اگر بارهای الکتریکی دو جسم هم‌نام باشند، نیرهای بین دو جسم (رانشی – ربایشی ) خواهد بود.
جواب صحیح رانشی است ( دقت شود که منظور از رانشی همان نیروی دافعه است.

قانون کولن فیزیک یازدهم | تعریف، آموزش، فرمول، مثال و نکات کنکوری

قانون کولن چیست؟

فرمول قانون کولن

مثال از قانون کولن

به این مطلب امتیاز بدهید