Last updated: May 14, 2024

Calculateur de loi de Coulomb

Q: La force de Coulomb est-elle attractive ou répulsive ?

L'effet de la force de Coulomb sur les charges électriques dépend de leur signe . Alors que la gravité n'agit que comme une force attractive, les combinaisons possibles des signes des charges rendent la force de Coulomb soit répulsive, soit attractive. Si les deux charges ont le même signe , la force de Coulomb est répulsive . Si les charges sont de signe opposé , la force de Coulomb est attractive . C'est notamment cette différence de nature qui permet l'existence des atomes ! Read more

Table of contents

Comment utiliser la loi de Coulomb ?Unités de la charge électrique Conditions de validité Interprétation des résultats FAQs

Ce calculateur de la force électrostatique vous permettra de déterminer la force répulsive ou attractive entre deux particules statiques et chargées électriquement. Poursuivez votre lecture pour mieux comprendre la loi de Coulomb, les conditions de sa validité et l'interprétation physique du résultat obtenu.

Comment utiliser la loi de Coulomb ?

La loi de Coulomb, également connue sous le nom de loi de l'inverse du carré, décrit la force électrostatique agissant entre deux charges. La force agit le long de l'axe le plus court qui relie les charges. Elle est répulsive si les deux charges sont de même signe et attractive si elles sont de signes opposés.

La loi de Coulomb est formulée comme suit :

F = \frac{\mathrm{k_e} q_1 q_2}{r^2}

où :

$F$ – la force électrostatique entre les charges (en newtons)
$q_1$ – l'intensité de la première charge (en coulombs)
$q_2$ – la magnitude de la seconde charge (en coulombs)
$r$ – la distance la plus courte entre les charges (en mètres)
$\mathrm{k_e}$ – la constante de Coulomb. Elle est égale à $8,\! 987\,55 \times 10^9 \ \mathrm{\frac{N\times m^2}{C^2}}$ . Cette valeur est déjà intégrée dans le calculateur – vous n'avez pas besoin de vous en souvenir :)

Il suffit de saisir n'importe quelle combinaison de trois valeurs dans notre calculateur de force électrique pour qu'il calcule la quatrième.

Pour calculer le potentiel électrique en un point, qu'il soit dû à une charge ponctuelle unique ou à un système de charges ponctuelles, consultez notre calculateur de potentiel électrique 🇺🇸. Nous disposons également d'un calculateur de champ électrique 🇺🇸 pour les charges ponctuelles – les charges électriques localisées en un point sans dimensions.

Unités de la charge électrique

L'unité de la charge électrique est le coulomb (symbole : C). Elle est définie comme la charge transportée par un courant constant de 1 ampère pendant 1 seconde. D'où $\mathrm{1 \ C = 1 \ A \times 1 \ s}$ exprimé en unités SI.

Si vous ne vous souvenez pas de ce qu'est un ampère, consultez notre calculateur de la loi d'Ohm 🇺🇸.

Conditions de validité

Trois conditions principales doivent être remplies pour que le calculateur de force électrostatique renvoie des valeurs valides :

Les charges doivent être immobiles. Elles ne peuvent pas se déplacer l'une par rapport à l'autre.
On suppose que les charges sont ponctuelles. Cette hypothèse vaut également pour toutes les charges sphériques et symétriques. Par exemple, une sphère métallique chargée remplit cette condition, mais pas une boîte métallique chargée.
Les charges ne peuvent pas se chevaucher. Elles doivent être distinctes et avoir une distance minimale entre elles.

Interprétation des résultats

La force obtenue à l'aide de notre calculateur de la loi de Coulomb peut être positive ou négative. Une force positive implique une interaction répulsive entre les charges. Une force négative signifie que l'interaction est attractive.

Avez-vous remarqué que l'unité par défaut pour la charge dans notre calculateur de la loi de Coulomb est le nanocoulomb (nC) ? C'est parce que l'ordre de grandeur typique d'une charge électrique est $\mathrm{10^{-6} \ C}$ ou même $\mathrm{10^{-9} \ C}$ .

FAQs

Comment calculer la force entre deux particules chargées ?

Pour calculer la force entre deux particules chargées, nous utilisons la loi de Coulomb. Suivez ces étapes pour obtenir le résultat :

Trouvez les charges q1 et q2 des particules en coulombs, et multipliez-les.
Multipliez le résultat de l'étape 1 par la constante ke = 8,988E9 (N × m²)/C².
Divisez le résultat par le carré de la distance entre les particules.

Le résultat est la force (attractive si elle est de signe négatif, répulsive si elle est de signe positif) agissant entre les particules chargées.

La loi de Coulomb est-elle une loi de l'inverse du carré ?

La présence du carré de la distance entre deux particules au dénominateur de la formule de la loi de Coulomb en fait une loi du carré inverse. Cette propriété découle du caractère ponctuel de la charge électrique considérée dans la formule : puisque le champ électrique émane radialement, le champ se propage sur la surface d'une sphère, qui est égale à 4 × π × r². Dans le cas de la loi de Coulomb, les résultats expérimentaux confirment cette constatation en indiquant que l'exposant est 2, et que les 15 décimales suivantes sont remplies de zéros !

Quelle est la force entre un proton et un électron dans un atome d'hydrogène ?

La force d'attraction entre un électron et un proton dans un atome d'hydrogène est de 1,60E-8 N. Pour trouver ce résultat, commencez par regrouper les données connues :

La charge d'un électron et d'un proton est la même, de signe opposé, et égale à qe = -qp = -1,602 176 634E-19 C.
La distance entre l'électron et le proton dans un atome d'hydrogène est d'environ 0,120 nm = 120E-12 m.
Trouvez la force à l'aide de la formule suivante :
F = ke × qe × qp/r² = - 8,988E9 × (1,602 176 634E-19)²/(120E-12)² = 1,60E-8 N

La force de Coulomb est-elle attractive ou répulsive ?

L'effet de la force de Coulomb sur les charges électriques dépend de leur signe. Alors que la gravité n'agit que comme une force attractive, les combinaisons possibles des signes des charges rendent la force de Coulomb soit répulsive, soit attractive.

Si les deux charges ont le même signe, la force de Coulomb est répulsive.
Si les charges sont de signe opposé, la force de Coulomb est attractive.

C'est notamment cette différence de nature qui permet l'existence des atomes !