Coulombin laki

Sähkövarauksellisten kappaleiden välillä olevan veto- tai poistovoiman havaitaan olevan sitä voimakkaampi, mitä suuremmat kappaleiden sähkövaraukset ovat, ja sitä pienempi, mitä kauempana ne ovat toisistaan. Tarkoilla mittauksilla päädytään Coulombin laiksi kutsuttuun malliin. Malli tarkastelee varauksia pistemäisinä. Jos varattujen kappaleiden muoto alkaa poiketa pistemäisestä kappaleesta, mallin paikkansapitävyys heikkenee. Malli on nimetty löytäjänsä, ranskalaisen Charles Augustin de Coulombin (1736–1806) mukaan. Hänen mukaansa on saanut nimensä myös sähkövarauksen yksikkö.

Coulombin laki

Sähkövarauksellisten hiukkasten välinen voima [[$F$]] on

[[$\qquad F=k\dfrac{Q_1Q_2}{r^2}$]]

ja tässä [[$Q_1$]] ja [[$Q2$]] ovat hiukkasten sähkövarausten suuruudet, ja [[$r$]] on niiden välinen etäisyys.

[[$k=8{,}98755\cdot10^9\frac{\text{Nm}^2}{\text{C}^2}$]] on Coulombin lain verrannollisuuskerroin, Coulombin vakio.

​Newtonin III lain mukaisesti kumpaankin hiukkaseen kohdistuu yhtä suuri, mutta vastakkaissuuntainen voima. Jos varaukset ovat samanmerkkiset, hiukkaset hylkivät toisiaan. Erimerkkisesti varautuneet hiukkaset vetävät toisiaan puoleensa. Voiman suunta nähdään myös Coulombin lain voiman etumerkistä: positiivinen voima tarkoittaa poistovoimaa ja negatiivinen voima vetovoimaa.

​​
Voit tutkia hiukkasten välistä sähköistä vuorovaikutusta oheisessa sovelmassa. Hiukkasia voi liikutella ja niiden kokonaisvarausta muuttaa liukusäätimistä. Sovelma näyttää hiukkasiin vaikuttavat voimat.