静電気に関するクーロンの法則
クーロンの法則は、「静電気に関する法則」と「磁気に関する法則」がある。
いずれも「力」に関する重要な法則でり、電磁気学はクーロンの法則を起点として展開されていくことになる。
1. 静電気の基礎知識
帯電体とは、電荷を帯びた物体のことをいう。
電荷には、正電荷(+)と負電荷(-)の二種類がある。
点電荷とは、帯電体の大きさを無視した電荷のことをいう。
真空とは、物質が全く存在しない空間をいう。
[C]の単位は「クーロン」とよむ。
[N]の単位は「ニュートン」とよむ。
[F]の単位は「ファラド」とよむ。
ギリシャ文字「ε」は「イプシロン」と読む。
「π」は円周率3.141592…を表した文字記号である。
2. 静電気に関するクーロンの法則
二つの点電荷の間に働く力は、二つの点電荷を結ぶ直線上にあり、その大きさは二つの点電荷の電荷量の積に比例し、二つの点電荷の距離の2乗に反比例する。
3. 誘電率ε
誘電率ε[F/m]は、真空誘電率ε0[F/m]と比誘電率εrの積で表される。
ちなみに、空気の比誘電率は、1と考えても良い。
4. 吸引力と反発力
二つの点電荷の正負が異なる場合は、吸引力が働く。
二つの点電荷の正負が同じ場合は、反発力が働く。
例題
下図のように真空中で3[m]離れた2点に、+3[C]と-4[C]の点電荷を配置した。
この点電荷間に働く力の大きさ[N]を求めて、その力の方向を図示せよ。
ただし、1/(4πε0)=9×109として計算するものとする。
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