Rechenweg
F = k·q1·q2/r², k=1/(4πε0)≈8,988·10⁹ N·m²/C²
Gleichnamige Ladungen stoßen sich ab, ungleichnamige ziehen sich an; die Kraft fällt quadratisch mit dem Abstand.
Busch 2006, Abschnitt 1.3.5, Gl. (1.56) Coulombsches Gesetz
Kraft zwischen zwei Punktladungen (Coulombsches Gesetz)
Gleichnamige Ladungen stoßen sich ab, ungleichnamige ziehen sich an; die Kraft fällt quadratisch mit dem Abstand.
MINTSI
02
Ergebnis
Zielgröße auswählen und Eingaben berechnen.
Eingaben verstehen
- Coulombkraft F — Betrag der Kraft, mit der sich die beiden Ladungen anziehen oder abstoßen.
- Ladung q1 — Betrag der ersten Punktladung.
- Ladung q2 — Betrag der zweiten Punktladung.
- Abstand r — Abstand zwischen den beiden als punktförmig angenommenen Ladungen.
Beispiel
q1=q2=1 µC bei r=10 cm ergeben F≈0,8988 N.
Annahmen und Grenzen
Punktförmige, ruhende Ladungen im Vakuum beziehungsweise in Luft (εr≈1); ausgedehnte Ladungsverteilungen, dielektrische Umgebung und bewegte Ladungen fehlen.
Kraft zwischen zwei Punktladungen (Coulombsches Gesetz) verstehen
Der Rechner bestimmt die elektrostatische Kraft zwischen zwei Punktladungen, das grundlegende Kraftgesetz des elektrischen Feldes und die Basis für Feldstärke- und Potenzialbetrachtungen.
Was beschreibt diese Größe?
Zwei Punktladungen q1 und q2 im Abstand r üben aufeinander die Kraft F=k·q1·q2/r² mit k=1/(4πε0)≈8,988·10⁹ N·m²/C² aus. Gleichnamige Ladungen stoßen sich ab, ungleichnamige ziehen sich an.
Formel und Variablen
F = k·q1·q2/r², k=1/(4πε0)≈8,988·10⁹ N·m²/C²
F = k·q1·q2/r²k = 1/(4πε0) ≈ 8,988×10⁹ N·m²/C²
| Symbol / Eingabe | Bedeutung |
|---|---|
| Coulombkraft F | Betrag der Kraft, mit der sich die beiden Ladungen anziehen oder abstoßen. |
| Ladung q1 | Betrag der ersten Punktladung. |
| Ladung q2 | Betrag der zweiten Punktladung. |
| Abstand r | Abstand zwischen den beiden als punktförmig angenommenen Ladungen. |
Eingaben richtig wählen
q1 und q2 sind die Beträge der beiden Punktladungen, r ist ihr Abstand.
So benutzt du den Rechner
Ladungsmengen und Abstand in konsistenten Einheiten einsetzen; das Vorzeichen der Ladungen bestimmt nur die Richtung, nicht den hier ausgegebenen Betrag der Kraft.
Schritt-für-Schritt-Beispiel
q1=q2=1 µC bei r=10 cm ergeben F≈0,8988 N.
Ergebnis und Einheiten verstehen
Eine Verdopplung des Abstands viertelt die Kraft; eine Verdopplung einer Ladung verdoppelt sie.
q1 und q2 sind elektrische Ladungen, r eine Länge. F wird als Kraft ausgegeben.
Typische Anwendungen
Grundlagenphysik der Elektrostatik, Abschätzung von Kräften zwischen geladenen Bauteilen und Ausgangspunkt für die Berechnung elektrischer Feldstärken.
Annahmen, Grenzen und typische Fehler
Punktförmige, ruhende Ladungen im Vakuum beziehungsweise in Luft (εr≈1); ausgedehnte Ladungsverteilungen, dielektrische Umgebung, bewegte Ladungen und relativistische Effekte fehlen.
Typischer Fehler: Nicht den Abstand in der falschen Einheit einsetzen; bereits kleine Fehler im Abstand wirken quadratisch auf das Ergebnis.
Häufige Fragen
Wofür ist „Kraft zwischen zwei Punktladungen (Coulombsches Gesetz)“ gedacht?
Grundlagenphysik der Elektrostatik, Abschätzung von Kräften zwischen geladenen Bauteilen und Ausgangspunkt für die Berechnung elektrischer Feldstärken.
Woher kommen die Eingabewerte?
q1 und q2 sind die Beträge der beiden Punktladungen, r ist ihr Abstand.
Was bildet das Ergebnis nicht ab?
Punktförmige, ruhende Ladungen im Vakuum beziehungsweise in Luft (εr≈1); ausgedehnte Ladungsverteilungen, dielektrische Umgebung, bewegte Ladungen und relativistische Effekte fehlen.