Quelle est la loi de Coulomb?

La loi de Coulomb en physique décrit l'interaction de deux particules chargées. Il indique que la force entre les particules dépend de la taille des charges individuelles et du carré de la distance qui les sépare. Il existe deux formes de loi, appelées formes scalaire et vectorielle, selon que vous souhaitez uniquement la force de la force ou à la fois la force et la direction de la force.

La loi de Coulomb est l'une des équations les plus célèbres de l'électrostatique, c'est-à-dire l'étude de l'interaction de particules chargées électriquement. Il a été découvert à l'origine par le scientifique français Charles Augustin de Coulomb en 1783. Sans cette découverte, la compréhension scientifique des champs électriques et magnétiques aurait été beaucoup plus difficile.

La forme de base de la loi de Coulomb, en mots, stipule que la force entre deux particules avec une charge électrique est proportionnelle à la multiplication des deux charges divisée par le carré de la distance. Cela signifie que les particules ayant une charge plus importante exercent une force plus forte les unes sur les autres que celles ayant une charge plus faible. Il est important de noter que, pour trouver la valeur absolue de la force entre les particules, une constante appelée «constante de Coulomb» est requise.

Dans la loi de Coulomb, la force est inversement proportionnelle à la distance au carré plutôt qu'à la distance elle-même. Si une quantité est inversement proportionnelle à une autre, cela signifie que la taille de l'une diminue à mesure que l'autre augmente. Cela signifie que, si la distance entre deux particules double, la force entre elles est quatre fois moins importante que deux fois seulement. La raison en est que le champ électrique d'une particule se répand sous la forme d'une sphère, ce qui signifie que plus la force est éloignée de la particule, plus la force est diluée.

Un autre facteur important à prendre en compte dans la loi de Coulomb est que si elle est utilisée sous sa forme vectorielle, ce qui signifie que la taille de la force et la direction sont incluses, elle peut être utilisée avec des particules positives et négatives. Il en résulte que deux charges du même type se repoussent, alors que celles du type opposé s'attirent. Les physiciens utilisent généralement la forme vectorielle de la loi de Coulomb dans les calculs, car elle fournit plus d'informations sur la force exercée sur chaque particule.

Un aspect utile de la loi de Coulomb est qu'il peut être facilement appliqué à plus de deux particules. C'est ce que l'on appelle la loi de superposition, qui stipule que la force totale exercée sur une particule est la somme des forces individuelles. Ajouter des forces de cette manière nécessite la forme vectorielle de la loi de Coulomb.