クーロン定数計算機

クーロンの法則計算機は、2つの点電荷間の静電力を求めるのに役立ちます。この力は、クーロンの法則を用いて計算されます。クーロンの法則では、2つの電荷間の力の大きさは、電荷の大きさの積に比例し、それらの間の距離の2乗に反比例すると述べられています。

クーロンの法則の背景

クーロンの法則は、1785年にシャルル・オーギュスタン・ド・クーロンによって定式化されました。これは、静電相互作用を支配する基本原理の1つです。この法則は、物理学、工学、化学などの分野で、荷電粒子の挙動をモデル化するために広く用いられています。

公式と計算

静電力(F)は、以下を用いて計算されます。

\[ F = k_e \frac{q_1 \cdot q_2}{r^2} \]

ここで：

• \( F \) はニュートン(N)単位の静電力
• \( k_e \) はクーロン定数\( (8.9875517923 \times 10^9 \, \text{N·m²/C²}) \)
• \( q_1 \) と \( q_2 \) はクーロン(C)単位の電荷の大きさ
• \( r \) はメートル(m)単位の電荷間の距離

計算例

電荷1が\( 2 \times 10^{-6} \, C \)、電荷2が\( -3 \times 10^{-6} \, C \)、距離が0.5メートルの場合、静電力は次のようになります。

\[ F = (8.9875517923 \times 10^9) \cdot \frac{(2 \times 10^{-6}) \cdot (-3 \times 10^{-6})}{(0.5)^2} \approx -0.2157 \, \text{N} \]

よくある質問（FAQ）

1. 負の力は何を示していますか？

   • 負の値は電荷間に引力が作用していることを示し、正の値は斥力が作用していることを示します。

2. なぜクーロン定数はそれほど大きいのですか？

   • クーロン定数は、原子スケールでは重力よりもはるかに強い静電力の強さを反映しているため、大きくなっています。

この計算機は、荷電粒子間の静電力の迅速かつ正確な計算を必要とする物理学の学生、研究者、および技術者にとって有用です。