Lực tĩnh điện

Lực tĩnh điện là lực giữa hai vật mang điện tích đứng yên. Nó là trường hợp đặc biệt của lực Lorentz (lực điện từ tổng quát). Lực này được Coulomb, nhà bác học người Pháp, dựa trên ý tưởng về sự tương tự giữa điện học và cơ học, giữa sự tương tự của hai vật và hai điện tích, tìm ra lần đầu cho hai điện tích điểm và phát biểu thành định luật Coulomb. Trong trường hợp tương tác giữa hai điện tích điểm, lực tĩnh điện còn được gọi là lực Coulomb....
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Lực tĩnh điện Lực tĩnh điệnLực tĩnh điện là lực giữa hai vật mang điện tích đứng yên. Nó là trường hợp đặc biệt củalực Lorentz (lực điện từ tổng quát).Lực này được Coulomb, nhà bác học người Pháp, dựa trên ý tưởng về sự tương tự giữađiện học và cơ học, giữa sự tương tự của hai vật và hai điện tích, tìm ra lần đầu cho haiđiện tích điểm và phát biểu thành định luật Coulomb. Trong trường hợp tương tác giữahai điện tích điểm, lực tĩnh điện còn được gọi là lực Coulomb.Định luật Coulomb Diagram describing the basic mechanism of Coulombs law;like charges repel each other and opposite charges attract each other. Coulombs torsion balanceĐịnh luật Coulomb phát biểu rằng: lực tương tác giữa hai điện tích điểm có phương nằmtrên một đường thẳng nối hai điện tích điểm, có chiều là chiều của lực hút nếu hai điệntích điểm cùng dấu và đẩy nếu hai điện tích điểm khác dấu, có độ lớn tỉ lệ thuận với tíchcác điện tích và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng.Độ lớn của lực được tính theo công thức: với: • F là độ lớn của lực Coulomb, đo bằng N trong SI • q1 là điện tích của điện tích điểm thứ nhất, đo bằng C trong SI • q2 là điện tích của điện tích điểm thứ hai, đo bằng C trong SI • r là khoảng cách giữa hai điện tích điểm, đo bằng m trong SI • k là hằng số vật lý (còn gọi là hằng số lực Coulomb) thường được biểu diễn là với là độ điện thẩm chân không. Giá trị các hằng số này là: o k ≈ 8 987 742 438 F−1·m (hay C−2·N·m2) o ≈ 8.854 × 10−12 F·m−1 (hay C2·N−1·m−2)Công thức trên cũng có thể được viết ở dạng véc-tơvới: • là véc-tơ lực • là véc-tơ nối hai điện tích điểm được tính theo:ở đây: và là các véc-tơ vị trí của các điện tích điểm.Định luật Coulomb là một trong các định luật vật lý thể hiện lực giảm theo bình phươngkhoảng cách, giống định luật hấp dẫn Newton. Hằng số lực Coulomb lớn hơn nhiều lầnhằng số hấp dẫn (G) trong SI nên lực Coulomb có độ lớn gấp nhiều lần độ lớn lực hấpdẫn.Định luật Coulomb chỉ đúng khi lực Coulomb được quan sát trong hệ quy chiếu trong đócác điện tích điểm đứng yên. Khi các điện tích chuyển động, các điện tích gây ra dòngđiện, tạo nên từ trường theo định luật Ampere, và tương tác với nhau theo lực Lorentz.Tương tác lúc này có thể coi là tương tác trong điện trường tương đối tính như miêu tảbởi thuyết tương đối của Albert Einstein.Lực tĩnh điện tổng quátĐể tính lực tĩnh điện giữa hai vật mang điện tích, có thể chia các vật ra thành nhiều vậtnhỏ hơn. Nếu phép chia tiến đến một giới hạn nào đó, vật nhỏ mang điện sẽ trở thành cácđiện tích. Khi đó có thể áp dụng nguyên lý chồng chất cho lực tĩnh điện (hay còn gọi lànguyên lý tác dụng độc lập).Lực tĩnh điện do N điện tích điểm gây ra bằng tổng vectơ của lực tĩnh điện do từng điệntích điểm gây ra.Có thể định nghĩa môi trường xung quanh một vật mang điện là điện trường. Khi một vậtkhác nằm trong môi trường này, lực tĩnh điện vật đó sẽ chịu là: F=qEvới q là điện tích của vật đó và E là cường độ điện trường của điện trường.