แรงระหว่างประจุและกฎของคูลอมบ์

Coulomb ทำการวัดแรงระหว่างประจุในปี ค.ศ. 1785 โดยใช้เครื่องมือที่เรียกว่า เครื่องชั่งการบิด ( torsion balance ) ดังรูป  แสดงเครื่องมือที่ Coulomb ใช้วัดแรงไฟฟ้าระหว่างประจุทั้งสอง     

แหล่งที่มาของภาพ : http://www.thaigoodview.com/library/teachershow/nongkhai/suttirut_sri2/p...

เมื่อประจุ Q1 ถูกดันออกจาก Q2 ทำให้เส้นใยสังเคราะห์บิดไปจนนิ่ง เมื่อแรงผลักถูกชดเชยโดยแรงคืนตัวของเส้นใยสังเคราะห์ที่บิด   

จากหลักการนี้ Coulomb สามารถวัดแรงเป็นฟังก์ชันของระยะทางระหว่างประจุ Q1 และ Q2 ได้ ในทำนองเดียวกัน Coulomb ยังสามารถวัดแรงดึงดูดได้

อีกด้วย

เมื่อประจุ Q1 และ Q2  คงที่, Coulomb ค้นพบว่า ขนาดของแรงไฟฟ้าF แปรผันตรงกับ ส่วนกลับ ของระยะทางระหว่างประจุทั้งสองยกกำลังสอง

F ∝ 1/R²    ------------(1)

Coulomb ทำการทดลองอีกชุดหนึ่ง พบว่า เมื่อระยะทางระหว่างประจุทั้งสองคงที่แล้ว ขนาดของแรงไฟฟ้า   แปรผันตรงกับผลคูณประจุ Q1  ของวัตถุ

หนึ่งกับประจุ Q2 ของวัตถุอีกอันหนึ่ง

F ∝ Q₁Q₂   ------------(2)

ให้นักเรียนนำสมการ (1) และ (2) มารวมกันเป็นสมการทั่วไปสำหรับแรงระหว่างประจุทั้งสอง

F ∝ Q₁Q₂ /R²  -------(3)

โดยที่ Q₁ และ Q₂ เป็นค่าประจุทั้งสอง

R เป็นระยะทางระหว่างประจุทั้งสอง

Kc เป็นค่าคงที่ = 8.99 x 109 N-m²/c²

เรียกว่า Coulomb’s law อ่านว่า กฎของคูลอมบ์