なるほど。 電気力について定量的にお話ししましょう。 これは1783年に物理学者クーロンが提唱したクーロンの法則と呼ばれるもので、
よし。 さて、同種の電荷は反発し、反対の電荷は引き合うことが分かっています。 宇宙は電荷があることを隠そうとしているようなものです。 もしどこかに大きな電荷、例えば大きな正電荷があると、それはすべての負電荷を引き寄せて、自分自身を隠そうとし、盾になり、同時にすべての正電荷は押し流されようとするのです。 さてと。
さて、この正電荷と負電荷は互いに引き合うことが分かっていますが、どの程度引き合うのでしょうか？ クーロンの法則によると、引力または斥力はクーロンの法則定数と呼ばれる定数で与えられ、電荷1×電荷2÷両者の距離の二乗で表されます。 つまり、逆二乗の法則のケースですね。 ちょうど重力と同じですね。 実際、重力と全く同じですが、この定数、つまりクーロンの法則の定数がこの場合巨大なのです。 10の8.98倍で、1クーロンあたり9ニュートンメートル2乗です。 その理由は、クーロンが非常に大きな電荷の単位であるためです。 クーロンの電荷は、自分自身を遮蔽するまで、隣の原子の電子や他の電荷を奪っていくだけなので、どこかで丸ごと見ることはできません。
さて、この数字を覚える簡単な方法の1つは、9に10をかけたものを約9と書き、生徒にはいつも「9 e 9, 99」と考えるように言っています。 なるほど。 いくつか問題をやってみましょう。
まず、力がすでに分かっている問題から始めます。 2つの電荷は36ニュートンの引力を感じます。 そこで、次のような改造をしたら、力がどう変わるかを知りたいのです。 まず、2つの電荷の間の距離を3倍にします。 よし 電荷は変えず、距離を3倍にするわけです。 クーロンの法則では、距離は二乗して下に現れると言われています。 ということは、3倍以上の2乗を得たということだ。 36を9で割ると4になる。 したがって、力は4ニュートンになる。 よし。
もし距離を2倍にして、電荷の1つを3倍にしたらどうでしょう？ さて、電荷は2階に現れます。 つまり、3倍は2階です。 距離は下に現れますが、2乗です。 つまり、2の2乗で36になります。 36を4で割ると9、9の3倍が27。 そうだ ほらね、簡単でしょ。 ほとんどの問題で電卓は必要ありません。 なるほど。 距離と電荷が3倍ならどうでしょう？ この場合、それぞれの電荷は2階です。 だから3倍3倍 下は距離が3倍なので3の2乗で36になります。 しかし、ここでは、すべてのビジネスがキャンセルされます。 つまり電荷と距離を同じにすれば力はまったく変化しない つまりこれはただの36ニュートンだ
わかりました。 2番目の問題です。 今度はクーロンの法則から力を決定することになりました。 2ナノクーロンの電荷と-3ナノクーロンの電荷が3ミリメートル離れているときの力の大きさはどうでしょうか。 Alright. 電荷の大きな特徴の1つは、クーロンという単位が非常に大きいということです。 ですから、クーロン単体で表示されることはほとんどありません。 ほとんどの場合、マイクロやナノのような接頭辞が付きます。 マイクロは10の-6乗、ナノは10の-9乗と覚えておいてください。 では、この力を計算してみましょう。 力k q1, q2, rの2乗です。 さてと、差し込んでみましょう。 9×10＝9です。 最初の電荷は2ナノクーロンだから 10の2乗でマイナス9だ 2番目の電荷は-3ナノクーロン。 そして、距離は3ミリメートルです。 ここでもSIで計算しました。 さて、これは静電気の問題や重力の問題を解くときにいつも起こることで、ほとんどいつも起こることです。 たくさんの数字とたくさんの10を掛け合わせたり割ったりするのです。 これを行う最も簡単な方法は、まずすべての数を計算し、次にすべての10を計算することです。 だから、これを9,2,-3,3の2乗と書きます。 だから、私はちょうど数字をしました、そして今、私は十の9、-9、ああ、これは-9でなければなりませんを行います。 見てください。 -9ですね、そして-3の2乗です。 この2つは指数に含まれるから、掛け算をするんだ。 だから-6になるんだけど、下にあるんだ。 だから本当は+6だ。 そして、9がキャンセルされる。 2×-3は-6、9-9は0、-9+6で-3です。 単位は？ SIで力だから ニュートンだろう
だから大きさは6milinewtonsと書くことにします。 マイナス記号を落としたことに注意してください。なぜなら、マイナス記号が私に伝えるのは、それが魅力的だということだけだからです。 いいですか？ これがクーロンの法則です。