Coulombsches Gesetz

In diesem Artikel wird das 'Coulombsche Gesetz' eingeführt und erklärt.
Zwei geladene Teilchen üben aufgrund ihrer elektrischen Ladungen eine Kraft aufeinander aus. Diese Kraft nennt man Coulomb-Kraft.
Die Coulomb-Kraft, die von einer Punktladung \(q_1\) auf eine andere Punktladung \(q_2\) wirkt, lautet \[\vec{F}=\frac{1}{4\pi\epsilon _0}\frac{q_1\cdot q_2}{r^2}\cdot \frac{\vec{r}}{|r|}\] Dabei ist \(\epsilon _0=8{,}85416\cdot 10^{-12}\frac{\text{ C}^2}{\text{N}\cdot\text{m}^2}\) die elektrische Feldkonstante, \(q_1\) und \(q_2\) sind die Ladungen und \(r\) ist der Abstand zwischen den beiden Teilchen. Der Term \(\frac{\vec{r}}{|r|}\) zeigt von Punktladung \(q_1\) zu Punktladung \(q_2\) und entspricht der Richtung, in der die Coulomb-Kraft zeigt.
Die Kraft ist abstoßend, wenn beide Ladungen gleiche Vorzeichen haben. Sind die Vorzeichen unterschiedlich, so ist die Kraft anziehend.
Wie groß ist die abstoßende Kraft zwischen zwei Elektronen, die \(0{,}1\) Nanometer voneinander entfernt sind?
Die elektrische Ladung eines Elektrons beträgt \(e=-1{,}6\cdot 10^{-19}\text{ C}\).
Die Entfernung lautet \(r=10^{-10}\text{ m}\).
Der Betrag der Coulomb-Kraft lautet \(F=\frac{1}{4\pi\epsilon _0}\frac{|q_1\cdot q_2|}{r^2}=\frac{1}{4\pi\epsilon _0}\frac{|e\cdot e|}{r^2}=\frac{1}{4\pi\cdot 8{,}85416\cdot 10^{-12}\frac{\text{ C}^2}{\text{N}\cdot\text{m}^2}}\frac{|(-1{,}6\cdot 10^{-19}\text{ C})\cdot (-1{,}6\cdot 10^{-19}\text{ C})|}{(10^{-10}\text{ m})^2}\approx 2{,}3\cdot 10^{-8}\text{ N}\)
Zu den interaktiven Aufgaben → Coulombsches Gesetz - Übungsaufgaben

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