Главная >> Применение >> Типовые примеры >>

Закон Кулона

кулоновское взаимодействие, притягивание заряженных тел

Пример посвящён разделу электростатики, изучающий взаимодействия неподвижных зарядов, вычислению силы Кулона.

Тип задачи
Осесимметричная задача электростатики.

Геометрия

Дано
Относительная диэлектрическая проницаемость воздуха ε = 1;
Заряд шаров Q+ = |Q-| = 0.01 нКл.

Задание
Определить силу, действующую на заряженные сферы.

Решение
Заряженные сферы можно смоделировать, если задать на поверхности сферы условие равного потенциала и на одной из вершин разместить заряд. Тогда заряд растечется по всей поверхности сферы.

Аналитическая формула* расчёта силы Кулона, действующей на неподвижные точечные заряды:
F = (1/4πε) * (|Q+|*|Q-|) / r²
*Википедия: Закон Кулона.

Результаты
Сила, вычисленная по формуле Кулона: F = 1/4*3.142*8.854e-12* (1e-11 * 1e-11) / 0.02² = 2.247e-9 Н.
Электростатическая сила, посчитанная в ELCUT составляет 2.22e-9 Н. Разницу с силой, полученной по формуле Кулона, можно объяснить тем, что у нас не точечные заряды, а сферы с более сложным распределением поверхностного заряда.
Распределение электрического потенциала между заряженными сферами:

• Видео: Закон Кулона
  
• Скачать файлы задачи