该库仑定律是管理带电物体之间的相互作用的物理定律。它是由法国科学家查尔斯·奥古斯丁·德·库仑（1736-1806）提出的，这要归功于他使用扭转天平的实验结果。
1785年，库伦用无数小电荷球体进行了无数次实验，例如将两个球体移近或移开，改变其电荷量和符号。始终仔细观察并记录每个答案。
图1.使用库仑定律显示点电荷之间相互作用的方案。
这些小球体可以视为点电荷，即尺寸不大的物体。自古希腊时代以来就知道，它们实现了相同符号的排斥和不同符号的电荷吸引。
图2.军事工程师Charles Coulomb（1736-1806）被认为是法国最重要的物理学家。资料来源：Wikipedia Commons。
考虑到这一点，Charles Coulomb发现了以下内容：
-两点电荷之间的吸引力或排斥力与电荷量的乘积成正比。
-说出的力量总是沿着加入冲锋线的方向。
-最后，力的大小与分隔电荷的距离的平方成反比。
库仑定律的公式和单位
由于这些观察，库仑得出结论，两个点电荷q 1和q 2之间的力F的大小，以距离r分开，在数学上给出为：
由于力是矢量大小，为了完整地表达它，在连接电荷的线的方向上定义了单位矢量r（单位矢量的大小等于1）。
另外，将先前的表达式转换为等式所需的比例常数称为k e或简称为k：静电常数或库仑常数。
最后，针对点电荷建立了库仑定律，由以下公式给出：
与国际单位制中一样，力以牛顿（N）表示。关于收费，为了纪念查尔斯·库仑，单位被命名为库仑（C），最后距离r以米（m）为单位。
仔细观察上式，很明显，静电常数必须具有Nm 2 / C 2的单位，才能得到牛顿。该常数的值通过实验确定为：
ķ Ë = 8.89×10 9牛顿米2 / C 2 ≈9×10 9牛顿米2 / C 2
图1说明了两个电荷之间的相互作用：当它们具有相同的符号时，它们会排斥，否则会吸引。
请注意，库仑定律符合牛顿第三定律或作用和反应定律，因此F 1和F 2的大小相等，方向相同，但方向相反。
如何应用库仑定律
为了解决电荷之间相互作用的问题，必须考虑以下因素：
-该方程式仅适用于点电荷的情况，即带电物体但尺寸很小。如果加载的对象具有可测量的尺寸，则有必要将它们分成非常小的负载，然后将这些负载中的每一个的贡献相加，为此需要进行积分计算。
-电动势是矢量。如果存在两个以上的相互作用电荷，则电荷q i上的净力由叠加原理给出：
净F = F i1 + F i2 + F i3 + F i4 +…= ∑ F ij
下标j为1、2、3、4…并表示其余的每个电荷。
-您必须始终与单位保持一致。最常见的是使用SI单位的静电常数，因此必须确保电荷以库仑为单位，距离以米为单位。
-最后，当电荷处于静态平衡时，该方程式适用。
解决的练习
-练习1
在下图中，有两个点电荷+ q和+ 2q。第三点电荷–q放置在P处。由于其他电荷的存在，要求找到该电荷的电力。
图3.解决的练习图1.来源：Giambattista，A。Physics。
解
首先是要建立一个合适的参考系，在这种情况下是水平轴或x轴。这样的系统的起源可以在任何地方，但是为了方便起见，它将放置在P处，如图4a所示：
图4.解决方案的方案1.来源：Giambattista，A。Physics。
还显示了作用在–q上的力的示意图，并考虑到它被其他两个力吸引（图4b）。
让我们称F 1为电荷q在电荷–q上施加的力，它们沿x轴指向并指向负方向，因此：
类似地，计算F 2：
注意，幅度˚F 2是一半的˚F 1，虽然费用加倍。为了找到净力，最后将F 1和F 2矢量地相加：
-练习2
两个质量等于m = 9.0 x 10 -8 kg的聚苯乙烯球具有相同的正电荷Q，并被长度为L = 0.98 m的丝线悬挂。球体之间的距离为d = 2 cm。计算Q的值。
解
该语句的情况在图5a中进行了描述。
图5.解决运动的方案2.来源：Giambattista，A。Physics /F。Zapata。
我们选择一个球体，并在其上绘制孤立的人体图，其中包括三个力：重量W，弦线T的张力和静电斥力F，如图5b所示。现在的步骤：
第1步
θ/ 2的值是用图5c中的三角形计算的：
θ/ 2 = arcsen（1 x 10 -2 /0.98）=0.585º
第2步
接下来，由于电荷处于静态平衡，因此我们必须应用牛顿第二定律并将其设置为0。重要的是要注意，张力T是倾斜的并且具有两个分量：
∑F x = -T。sinθ + F = 0
∑F y = T.cosθ-W = 0
第三步
我们从最后一个方程式求解应力的大小：
T = W / cosθ= mg / cosθ
第4步
将该值代入第一个方程式，以求出F的大小：
F ＝ T sinθ＝ mg（sinθ/cosθ）＝ mg。tgθ
第5步
由于F = k Q 2 / d 2，我们求解Q：
Q = 2×10 -11摄氏度
实验
使用类似于他的实验室使用的库仑扭力秤，可以很容易地检查库仑定律。
有两个小接骨木球，其中一个位于刻度中心，由一根线悬挂。该实验包括使放电的接骨木浆果球与另一个带有Q电荷的金属球接触。
图6.库仑的扭转平衡。
立即，电荷在两个接骨木浆果球之间平均分配，但是随后，由于它们是相同符号的电荷，它们彼此排斥。力作用在悬浮的球体上，使悬吊的球体发生扭曲，并立即离开固定球体。
然后我们看到它振荡了几次，直到达到平衡。然后，保持杆或线的扭转通过静电排斥力得到平衡。
如果最初的球体为0º，那么现在移动的球体将旋转角度θ。围绕刻度尺，有一个度数刻度尺，用于测量该角度。通过预先确定扭转常数，可以轻松计算排斥力和接骨木球体获得的电荷值。
参考文献
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- Resnick，R.，1999年。《物理学》。第2卷，第3版，西班牙语。Compañía社论Continental SA de CV
- 西曼·泽曼斯基。2016.大学物理与现代物理学。14日 第2卷。