작은숲:Sudo위키/쿨롱의 법칙

$F=k_{\mathrm {e} }{\frac {q_{1}q_{2}}{r^{2}}}$

개요

쿨롱의 법칙 (Coulomb's law, 库仑定律) 은 프랑스의 물리학자인 샤를 오귀스탱 드 쿨롱이 밝혀낸 법칙으로, 두 대전된 입자 사이에 작용하는 정전기적 인력은 두 전하의 곱에 비례하며 두 입자 사이의 거리의 자승에 반비례한다는 것입니다. 아이작 뉴튼이 밝혀낸 만유인력의 법칙과 상당히 유사한 모양을 가진 것이 특징입니다.

실험

파일:쿨롱의 실험 장치.png

쿨롱은 전하를 측정하기 위해 실험을 고안하였으며, 위의 그림이 바로 그 실험을 위한 장치입니다. 실험을 위해 금박을 입힌 금속공을 준비하고, 그 중 하나를 문질러서 정전기를 대전시킵니다. 이렇게 대전된 금속공에 다른 금속공을 접촉시키면 두 금속공의 전하량이 절반으로 줄어듭니다. 이런 식으로 4분의 1, 8분의 1, 16분의 1의 전하량을 가진 금속공을 만듭니다.

그 다음에 위 그림에 있는 것과 같이 비틀림 저울을 설치하여 한쪽에는 절반의 전하량을 가진 금속공을 놓고, 다른 쪽에는 서로 다른 전하량을 가진 금속공을 놓습니다. 이때 금속공이 이동하는 거리를 측정하면 실험이 끝납니다. 이 실험의 결과에 따라 쿨롱은 두 대전된 입자 사이에 작용하는 정전기적 인력은 두 전하의 곱에 비례하며 두 입자 사이의 거리의 자승에 반비례한다는 사실을 알아냈습니다.

수식 표현

쿨롱의 법칙을 수식을 사용하여 표현하면 아래와 같습니다.

$F=k_{\mathrm {e} }{\frac {q_{1}q_{2}}{r^{2}}}$

여기에서 $F$는 전기력, $k_{\mathrm {e} }$는 쿨롱 상수, $q_{1}q_{2}$는 두 전하의 크기의 곱, $r$은 두 전하 사이의 거리를 뜻합니다.