Coulumbin voima

• Sähköinen voima on suoraanverrannollinen varauksen suuruuteen.
• Etäisyys heikentää voimaan suhteessa toiseen potenssiin. (Ajattele pallokuori, joka laajenee).

• Coulombin laki ilmaisee kahden pistemäisen varauksen välisen voiman tyhjiössä:

​[[$$ F = k \cdot \frac{Q_1 Q_2}{r^2} $$]]​

• kaavassa k on Coulumbin lain vakio [[$ k = 8,9876 \cdot 10^9 \frac{Nm^2}{C^2} $]]​.

Voiman esittäminen vektoreilla

• Kahden kappaleen toisiinsa kohdistamat sähköiset voimat ovat aina keskenään yhtäsuuret, mutta vastakkaissuuntaiset.

• Jos kappaleeseen kohdistuu useampia voimia, tulee ne laskea vektoriopin mukaisesti vektorisummana.

Eristeen vaikutus sähköiseen voimaan

• Jos varauksien välillä on eriste, se heikentään sähköistä vuorovaikutusta. Tämä johtuu sähköisestä influenssista.
• Eriste on kappale, jossa ei ole vapaita varauksenkuljettajia (esim. eristysteippi tai tislattu vesi).
• Heikennyksen voimakkuus riippuu eristeen suhteellisesta permittiivisyydestä [[$ \epsilon_r $]]​.
• Coulombin laki saa nyt muodon:

​[[$$ F = \frac{k}{\epsilon_r} \cdot \frac{Q_1 Q_2}{r^2} $$]]​

Tehtäviä

• Laske kahden varauksen välillä vaikutta sähköinen voima.
• Piirrä vektorisumma, kun varaukseen vaikuttaa kaksi tai useampi erisuuruinen voima.
• Laske vektorisumma, kun varaukseen vaikuttaa kaksi tai useampi erisuuruinen voima.
• Tarkastele eri aineiden suhteellista permittiivisyyttä.
• Laske elektronin kiihtyvyys tyhjiössä, kun metrin päässä siitä on yhden coulombin varaus.