05. 쿨롱의 법칙이란? (Coulomb’s Law)

 

지난 전하와 쿨롱[C]에 대한 포스팅에 이어

http://nefing.com/c/34149883

04. 전하란 무엇일까? 쿨롱 [C] 이란 무엇일까??

 

이번 포스팅에서는 쿨롱의 법칙에 대해 알아보려 한다.

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1. 쿨롱의 법칙이란?

 

A. 정의

 

- 두 점전하(A, B) 사이에서 작용하는 힘을 계산하는 공식이다.

 

즉, 공간상의 두 전하가 서로에게

전기적으로 얼마나 큰 힘을 가하는가에 대한 공식이다.

 

[r만큼의 거리를 둔 전하 A, B가 서로에게 가하는 힘 F]

 

B. 수식

 

- 쿨롱의 법칙은 아래의 수식으로 나타내어진다.

쿨롱의 법칙

 

각 변수의 의미

 

- 위 수식으로부터 전기력 F는 각 전하량의 크기에 비례하며,

두 전하 사이의 거리제곱에 반비례함을 알 수 있다.

 

C. 특징

 

- 두 전하가 같은 종류라면

서로를 밀어내는 방향의 힘(척력),

 

다른 종류라면

서로를 당기는 힘(인력)이 작용한다.

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2. 쿨롱의 법칙 예시

 

예시 A

전하 A, B가 각각 +2C, +3C의 전하량을 가지며,

서로 3m 거리를 두고 있다면

두 전하가 서로에게 가하는 힘 F는?

 

예시 A

 

예시 B

전하 A, B가 각각 +2C, -1.5C의 전하량을 가지며,

서로 3m 거리를 두고 있다면

두 전하가 서로에게 가하는 힘 F는?

 

예시 B

 

※주의※

예시 A는 서로 같은 종류의 전하 (+)와 (+)이므로 척력

예시 B는 서로 다른 종류의 전하 (+)와 (-)이므로 인력이 작용하여,

서로 반대 방향의 힘이 작용한다는 것을 알 수 있다.

 

이는 위 예시의 답에서 부호로 나타내어져 있으며,

A의 답은 (+), B의 답은 (-) 임을 확인할 수 있다.

 

각 부호는 힘의 방향성을 나타내는 것이며,

(-)라고 작다, (+)라고 크다를 나타내는 것이 아님을 주의한다.

 

또한, 위 예시에서는 척력이 (-) 인력이 (+)이지만

기준을 어떻게 세우는지에 따라서 척력이 (+), 인력이 (-)가 될 수 있다.