Định luật Cu lông là gì? Công thức định luật Cu lông chuẩn 100% [VD]

Trong bài viết dưới đây, chúng tôi sẽ chia sẻ định nghĩa định luật Cu lông là gì? Công thức định luật Cu lông kèm theo các dạng bài tập thường gặp có lời giải chi tiết để các bạn cùng tham khảo nhé

Định luật Cu lông là gì?

Lực hút hay lực đẩy giữa hai điện tích điểm đặt trong chân không có phương trùng với đường thẳng nối giữa hai điện tích điểm đó, có độ lớn tỉ lệ với tích độ lớn của hai điện tích và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng.

Các đơn vị thường gặp: 1pC = 10^-12C; 1nC = 10^-9C; 1μC = 10^-6C; 1mC = 10^-3C

Công thức định luật Cu lông

F = k.|q₁q₂|/εr²

Trong đó:

• k là hệ số tỉ lệ = 9.10⁹N.m² /C²
• r là khoảng cách giữa hai điện tích (m)
• q₁,q₂ là điện tích (C)
• ε là hằng số điện môi của môi trường (ε ≥ 1)

Tham khảo thêm: Hiệu điện thế là gì? Công thức tính hiệu điện thế chính xác 100% [VD]

Lực tương tác giữa các điện tích điểm đặt trong điện môi đồng tính – Hằng số điện môi

Điện môi là môi trường cách điện.

Hằng số điện môi của một môi trường cho ta biết:

• Khi đặt các điện tích trong môi trường có điện môi thì lực tương tác giữa chúng giảm đi bao nhiêu lần so với đặt trong chân không.
• Đối với chân không, hằng số điện môi ε= 1.

Bài tập ứng dụng định luật Cu lông

Ví dụ 1: Hai điện tích q₁ = -q; q₂ = 4q đặt cách nhau một khoảng r. Nếu điện tích q₁ tác dụng lực điện lên điện tích q₂ có độ lớn là F thì lực tác dụng của điện tích q₂ lên q₁ có độ lớn bằng bao nhiêu?

Lời giải

Theo định luật Cu-lông ta có: Lực tác dụng của điện tích q₁ lên q₂ và lực tác dụng của điện tích q₂ lên q₁ bằng nhau:

F₁₂ = F₂₁ = F = k.|q₁q₂|/εr²

Ví dụ 2: Cho hai điện tích q₁ = 6.10⁻⁸C và q₂ = 3.10⁻⁷C đặt cách nhau 3 cm trong chân không.

a) Tính lực tương tác giữa chúng.

b) Để lực này tăng lên 4 lần thì khoảng cách giữa chúng là bao nhiêu?

c) Đưa hệ này vào nước có ε=81 thì lực tương tác giống câu a. Tìm khoảng cách giữa hai điện tích lúc này.

Lời giải

Lực tương tác giữa hai điện tích được biểu diễn như hình vẽ:

Và có độ lớn là:

b) Khi lực tương tác giữa hai điện tích tăng lên 4 lần, ta có:

c) Đưa hệ này vào nước, lực tương tác không đổi:

Ví dụ 3: Lực tương tác tĩnh điện giữa hai điện tích điểm đứng yên đặt cách nhau một khoảng 4cm là F. Nếu để chúng cách nhau 1cm thì lực tương tác giữa chúng là bao nhiêu?

Lời giải

Ta có:

Khi r₁ = 4cm : Lực tương tác tĩnh điện giữa hai điện tích là:

F = k|q₁q₂|/εr₁²

Khi r₂ = 4cm : Lực tương tác tĩnh điện giữa hai điện tích:

F = k|q₁q₂|/εr₂²

Ví dụ 4: Hai điện tích q₁ = 8.10⁻⁸C,q₂ = −8.10⁻⁸C đặt tại A,B trong không khí (AB = 6 cm). Xác định lực tác dụng lên q₃ = 8.10⁻⁸C, nếu:

a) CA = 4 cm, CB = 2 cm

b) CA = 4 cm, CB = 10 cm

Hướng dẫn giải

Điện tích q₃ sẽ chịu hai lực tác dụng của q₁ và q₂ là F₁^→ , F₂^→

Lực tổng hợp: F^→= F₁^→ + F₂^→

a) Ta có: CA = 4 cm và CB = 3 cm ⇒ AC+CB = AB => C nằm trong đoạn AB

Ta biểu diễn các lực tương tác như hình vẽ:

Suy ra: F^→ cùng chiều với F₁^→ , F₂^→ (hướng từ C đến B)

Độ lớn:

b) CA = 4 cm và CB = 10 cm => CB – CA =AB => C nằm trên đường AB, ngoài khoảng AB về phía A.

Ta biểu diễn các lực tương tác như hình vẽ:

Ta thấy F₁^→ , F₂^→ ngược chiều nhau, F^→ cùng chiều với F₁^→

Độ lớn:

Ta có:

Hy vọng với những kiến thức mà chúng tôi vừa chia sẻ có thể giúp các bạn nắm được định nghĩa và công thức định luật Cu lông để áp dụng vào làm bài tập