قانون کولن چیست؟

راهنمایی کوتاه: قانون کولن نیروی بین دو بار الکتریکی را محاسبه می‌کند.

گام‌به‌گام:

1. قانون کولن یک قانون فیزیکی است که توسط شارل آگوستن دو کولن در سال ۱۷۸۵ کشف شد.
2. این قانون بیان می‌کند که نیروی الکتریکی بین دو بار نقطه‌ای با حاصلضرب اندازه بارها نسبت مستقیم و با مربع فاصله بین آن‌ها نسبت معکوس دارد.
3. نیروی الکتریکی می‌تواند جاذبه‌ای (اگر بارها غیرهم‌نام باشند) یا دافعه‌ای (اگر بارها هم‌نام باشند) باشد.
4. فرمول ریاضی قانون کولن به صورت زیر است:
   $F=k\frac{\left|q_1{q}_2\right|}{r^2}$
   که در آن:
   • F = نیروی الکتریکی (نیوتن)
   • q₁ و q₂ = اندازه بارها (کولن)
   • r = فاصله بین مراکز بارها (متر)
   • k = ثابت کولن ≈ ۹×۱۰⁹ N·m²/C²
5. این قانون فقط برای بارهای نقطه‌ای یا کروی با توزیع یکنواخت بار دقیقاً صادق است.
6. قانون کولن از نظر ریاضی شبیه قانون گرانش نیوتن است، با این تفاوت که نیروی گرانش همیشه جاذبه‌ای است اما نیروی الکتریکی می‌تواند جاذبه یا دافعه باشد.

پاسخ نهایی: قانون کولن رابطه ریاضی نیروی الکتریکی بین دو بار نقطه‌ای را بیان می‌کند: نیرو با حاصلضرب بارها نسبت مستقیم و با مربع فاصله بین آن‌ها نسبت معکوس دارد.

مثال مشابه: دو بار ۲ میکروکولن و ۳ میکروکولن در فاصله ۰.۱ متری از هم قرار دارند. نیروی بین آن‌ها چقدر است؟
حل: $F=(9\times {10}^9)\frac{(2\times {10}^{-6})(3\times {10}^{-6})}{{\left(0.1\right)}^2}=5.4N$

اگر می‌خواهی بیشتر یاد بگیری: می‌توانی رابطه بین قانون کولن و میدان الکتریکی را بررسی کنی (E = F/q). همچنین می‌توانی مقایسه‌ای بین قانون کولن و قانون گرانش نیوتن انجام دهی و شباهت‌ها و تفاوت‌های ریاضی و فیزیکی آن‌ها را تحلیل کنی.