Loi de Coulomb (électrostatique)

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En électrostatique, la loi de Coulomb exprime la force électrique entre 2 particules chargées électriquement. Elle est nommée d'après le physicien français Charles Augustin de Coulomb, et elle forme la base de l'électrostatique. Elle peut s'énoncer ainsi :

L'amplitude de la force électrostatique entre 2 charges est proportionnelle au produit des deux charges et est inversement proportionnelle au carré de la distance entre les deux charges.

Sommaire

1 Force de Coulomb
- 1.1 Forme scalaire
- 1.2 Forme vectorielle
2 Constante de Coulomb
3 Voir aussi
4 Lien externe

[modifier] Force de Coulomb

[modifier] Forme scalaire

il est possible d'exprimer la loi de Coulomb sous forme scalaire lorsqu'il n'est pas nécessaire de spécifier la direction de la force, l'amplitude de la force vaut alors :

$F_{1\rightarrow 2} = \frac{q_1 q_2}{4 \pi \epsilon_0 r_{12}^2}$

où

$r 12$ est la distance séparant les deux charges,
$q 1$ et $q 2$ les charges électriques,
ε₀=8,854·10^-12 F·m^-1 est la permittivité électrique du vide.

[modifier] Forme vectorielle

La force $\vec{F}_{1\rightarrow 2}\,$ exercée par une charge électrique $q_1\,$ placée en un point $M_1\,$ sur une charge $q_2\,$ placée en un point $M_2\,$ . Cette loi s'exprime sous forme vectorielle par la formule suivante :

$\vec{F}_{1\rightarrow 2} = \frac{q_1 q_2}{4 \pi \epsilon_0 {\|\vec{r}_{12}\|}^2}.\frac{ \vec{r}_{12}}{\|\vec{r}_{12}\|}$

où

ε₀=8,854·10^-12 F·m^-1 est une constante universelle appelée permittivité électrique du vide, et
$\vec{r}_{12}=\overrightarrow{M_1M_2}$ est le vecteur position qui relie le premier corps au deuxième.

Elle n'est pas valable pour des charges en mouvement mais uniquement dans un référentiel où elles sont fixes.

Dans le système d'unités C.G.S. la loi s'écrit plus simplement

$\vec{F}_{1\rightarrow2}=\frac{q_1q_2}{\|\vec{r}_{12}\|^3}{\vec{r}_{12}} \,$

avec les longueurs cette fois-ci exprimées en centimètres (cm) et les charges en unité électrostatique (esu).

[modifier] Constante de Coulomb

Le préfacteur qui intrervient dans l'expression de la loi de Coulomb est nommé constante de Coulomb, et est défini comme :

$k_{C} = \frac {1}{4 \pi \varepsilon_0}$

[modifier] Voir aussi

[modifier] Lien externe

Application interactive sur la loi de Coulomb: cette application montre la force de l'interaction de Coulomb entre deux charges Q1 et Q2. L'utilisateur peut à l'aide de la souris, prendre une charge et la rapprocher (ou l'éloigner) de la seconde, et voir comment les forces d'interaction se comportent et quelles valeurs prennent-elles.