| English | 의미 |
|---|---|
| electric force/ɪˈlektrɪk fɔːs/ | 전기력 |
| electric charge/ɪˈlektrɪk tʃɑːdʒ/ | 전기전하 |
| coulombs/ˈkuːlɒmz/ | 쿨롱 |
| quantised/ˈkwɒntaɪzd/ | 양자화 |
| Coulomb's law/ˈkuːlɒmz lɔː/ | 쿨롱의 법칙 |
| inverse-square law/ɪnˈvɜːs skweə lɔː/ | 제곱 반비례 |
| superposition/ˌsuːpəpəˈzɪʃn/ | 중첩 |
마찰한 풍선이 벽에 붙는 이유는?
- 풍선을 머리에 문지르면 벽에 달라붙는데, 이는 보이지 않는 힘 때문입니다.
- 이 힘은 전기력이며, 네 가지 기본 힘 중 하나입니다.
- 전하를 가진 모든 물체 사이에 작용합니다.
- 이 단원의 전체 내용은 이 힘에 대한 하나의 단순한 법칙을 기반으로 합니다.
두 가지 종류의 전하
- 전하는 양전하와 음전하 두 종류로 나뉩니다.
- 같은 전하는 서로 밀고, 서로 다른 전하는 서로 끌고 있습니다.
- 전하는 쿨롱(C) 으로 측정되며, 가장 작은 자유 전하는 전자의 charge인 $e = 1.6\times10^{-19}$ C입니다.
- 전하는 양자화되어($e$의 정수 배) 보존되며, 생성되거나 소멸하지 않습니다.
Two negative charges are brought near each other. They:
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Like charges repel — two negatives push apart.
Electric charge is measured in a unit called the ____.
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Charge is measured in coulombs (C).
쿨롱의 법칙
- 두 점전하 사이의 힘은 쿨롱의 법칙을 따릅니다.
- $F = \dfrac{k\,q_1 q_2}{r^2}$이며, $k = 8.99\times10^9\ \text{N}\cdot\text{m}^2/\text{C}^2$이다.
- 힘의 방향은 두 전하를 잇는 선을 따라 향합니다.
- 전하가 클수록 힘이 커지고, 거리가 멀어질수록 힘이 약해집니다.
Two $+3\ \mu\text{C}$ charges are $2\ \text{m}$ apart. Find the force (in N). Use $k = 9\times10^9$.
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$F = \dfrac{(9\times10^9)(3\times10^{-6})^2}{2^2} = \dfrac{9\times10^9 \cdot 9\times10^{-12}}{4} \approx 0.02\ \text{N}$.
You double one of the two charges. The force between them:
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$F \propto q_1 q_2$, so doubling one charge doubles the force.
역제곱 법칙
- 아래에 있는 $r^2$ 때문에 이것이 역제곱 법칙이 됩니다.
- 거리가 두 배가 되면 힘은 사분의 일로 떨어집니다.
- 거리가 세 배가 되면 힘은 아홉 분의 일로 떨어집니다.
- 매우 동일한 $1/r^2$ 형태는 나중에 중력에서도 다시 나타납니다.
Coulomb's law
The force between two charges falls off with the square of their separation (an inverse-square law).
If you triple the distance between two charges, the force drops to one ninth.
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Force goes as $1/r^2$, so $\times 3$ distance means $\div 9$ force.
여러 부하의 합은 벡터로 더함
- 여러 개의 부하가 있을 때, 각 부하가 다른 부하에 가하는 힘을 각각 구합니다.
- 그런 다음那些 힘을 벡터로 더합니다 — 중첩 원리입니다.
- $\vec F_{\text{net}} = \sum \vec F_i$, 끝끼리 이어 붙여 더합니다.
- 이를 통해 어떤 부하 배치에서든 힘을 구성할 수 있습니다.
Select all true statements about the electric force.
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Coulomb's law is inverse-square, along the join, and superposes. It attracts OR repels.
두 $+2\ \mu\text{C}$ 부하가 $3\ \text{cm}$만큼 떨어져 있습니다. 그들 사이의 힘을 구하세요.
- $F = \dfrac{k\,q_1 q_2}{r^2} = \dfrac{(8.99\times10^9)(2\times10^{-6})^2}{(0.03)^2}$.
- $F \approx 40\ \text{N}$이며, 두 부하 모두 양전하이므로 밀어내는 힘입니다.
부하의 크기를 $F = k q_1 q_2 / r^2$에 대입한 뒤, 방향은 별도로 결정합니다: 같은 부호는 밀어내고, 다른 부호는 끌어당깁니다. 음전하로부터 온 부수적인 마이너스 부호가 힘의 화살표를 잘못된 방향으로 뒤집지 않도록 주의하십시오.
두 점전하 사이의 전기력은 쿨롱의 법칙 $F = \dfrac{k\,q_1 q_2}{r^2}$을 따릅니다 — 이는 역제곱 법칙입니다. 같은 부호는 서로 밀어내고, 다른 부호는 서로 끌어당기며, 여러 부하의 힘들은 벡터로 더합니다(중첩).