Hiukkanen, jonka sähkövaraus on –3,0 nC, tuodaan 0,20 metrin etäisyydelle pistemäisestä varatusta kappaleesta, jonka sähkövaraus on 25 nC.

1. Määritä hiukkaseen kohdistuva sähköinen voima.
2. Määritä sähkökentän voimakkuus hiukkasen kohdalla. Selitä myös sähkökentän suunta.

Ratkaisu

a. Coulombin lain mukaan pistemäisille varauksille[[$$F=k\frac{Q_1Q_2}{r^2}.$$]] Nyt varaukset ja etäisyys ovat tiedossa, eli voima voidaan laskea suoraan:[[$$F=8,98755\cdot 10^9\frac{\text{Nm}^2}{\text{C}^2}\frac{-3,0\cdot 10^{-9}\text{ C}\cdot 25\cdot 10^{-9}\text{ C}}{\left(0,20\text{ m}\right)^2}=0,00001685\dots\text{N}\approx 0,017\text{ mN}$$]]

b. Sähkökenttä on varaukselliseen hiukkaseen kohdistuva voima per sähkövaraus:[[$$E=\frac{F}{Q}.$$]]Voima ja varaus ovat tiedossa, joten kenttä voidaan laskea:[[$$E=\frac{F}{Q}=\frac{0,0000169\text{ N}}{3,0\cdot 10^{-9}\text{ C}}\approx 5617\text{ N/C}\approx 5600 \text{ N/C}$$]]

Sähkökentän suunta on positiivisesta varauksesta poispäin, eli suoraan poispäin 25 nC:n varauksesta.