Công thức tính lực tĩnh điện hay nhất | Cách tính lực tĩnh điện - Vật lý lớp 11

Công thức tính lực tĩnh điện hay nhất | Cách tính lực tĩnh điện - Vật lý lớp 11

1. Định nghĩa

Lực tương tác giữa 2 điện tích điểm đứng yên

+ Điểm đặt: Tại điện tích đang xét.

+ Phương: Nằm trên đường thẳng nối hai điện tích điểm.

+ Chiều: Hai điện tích cùng dầu thì đẩy nhau, trái dấu thì hút nhau.

2. Công thức

$F=k.\frac{\left|q_1.q_2\right|}{\epsilon r^2}.$

 Trong đó: $k={9.10}^9\frac{N.m^2}{C^2}$ là hệ số tỉ lệ;

                   $q_1$ và $q_2$ là điện tích (C);

                    r: là khoảng cách giữa hai điện tích (m):

          $\epsilon$: hằng số điện môi của môi trường $\left(\epsilon \ge 1\right)$.

Chú ý:

- Trong chân không $\epsilon =1$ hoặc không khí $\epsilon \approx 1$

- Các đơn vị thường gặp

$$\begin{gathered} 1pC={10}^{-12}C;1nC={10}^{-9}C; \\ 1\mu C={10}^{-6}C;1mC={10}^{-3}C \end{gathered}$$

3. Mở rộng

+ Độ lớn: 

$F=k.\frac{\left|q_1.q_2\right|}{\epsilon r^2}=>\left\{\begin{array}{l}r=\sqrt{\frac{k.\left|q_1{q}_2\right|}{\epsilon F}}\\ \epsilon =\frac{k.\left|q_1{q}_2\right|}{F{r}^2}\\ \left|q_1.q_2\right|=\frac{F\epsilon r^2}{k}\end{array}\right.$

4. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Khoảng cách giữa một prôton và một êlectron là r = 5.10^-11 (cm), coi rằng prôton và êlectron là các điện tích điểm. Độ lớn lực tương tác giữa chúng là bao nhiêu?

Hướng dẫn giải:

Áp dụng định luật Cu-lông ta có:

 $$\begin{gathered} F=k\frac{\left|q_1{q}_2\right|}{\epsilon r^2}={9.10}^9.\frac{\left|+{\mathrm{1,6.10}}^{-19}.-{\mathrm{1,6.10}}^{-19}\right|}{{\left({5.10}^{-11}\right)}^2} \\ ={\mathrm{9,216.10}}^{-8}N. \end{gathered}$$

Ví dụ 2: Hai điện tích điểm có độ lớn bằng nhau đặt trong không khí cách nhau 12cm. Lực tương tác giữa hai điện tích bằng 10N. Nếu đặt hai điện tích đó trong dầu và để chúng cách nhau 8cm thì lực tương tác giữa chúng vẫn bằng 10N. Tính hằng số điện môi của dầu.

Hướng dẫn giải:

Áp dụng định luật Cu-lông ta có:

Lực tương tác giữa hai điện tích đặt trong không khí

$F_1=k\frac{\left|q_1{q}_2\right|}{{\epsilon }_1{r}^2}\left(1\right)$

Lực tương tác giữa hai điện tích đặt trong dầu

$F_2=k\frac{\left|q_1{q}_2\right|}{{\epsilon }_2{r}^2}\left(2\right)$

Lập tỉ số $\frac{\left(1\right)}{\left(2\right)}=>{\epsilon }_2=\frac{{\epsilon }_1.r_1^2}{r_2^2}=\mathrm{2,25.}$

Xem thêm tổng hợp công thức môn Vật lý lớp 11 đầy đủ và chi tiết khác:

Công thức định luật Cu-lông hay nhất | Cách làm bài tập định luật Cu-lông

Công thức lực tương tác giữa hai điện tích điểm hay nhất | Cách tính lực tương tác giữa hai điện tích điểm

Công thức tính cường độ điện trường hay nhất | Cách tính cường độ điện trường

Công thức tính cường độ điện trường tổng hợp hay nhất | Cách tính cường độ điện trường tổng hợp

Công thức tính cường độ điện trường tại trung điểm hay nhất | Cách tính cường độ điện trường tại trung điểm