[자연과학] 물리학 및 실험 - 쿨롱의 법칙

1. 실험목적

일정한 전하로 대전되어 있는 두 도체판 사이에 작용하는 힘을 측정하여 쿨롱의 법칙을 간접적으로 확인한다.

2. 실험이론

전기현상의 요인을 전하라고 부르며 전하는 질량과 같이 입자가 가지는 하나의 속성이다. 또한, 전기현상이란 전하와 전하 사이에 영향(힘)을 미치는 것을 가리킨다. 전기 힘과 전하 q1 , q2 사이의 정량적인 관계 F ∝ q1q2/r2를 쿨롱의 법칙 이라고 하며, 전기 힘도 중력과 마찬가지로 전하 사이의 거리 r의 역 제곱에 비례하는 것을 나타낸다. 두 전하 q1 , q2 의 부호가 같을 때 이 전기 힘은 서로 미는 힘이고, 다를 때는 당기는 힘이다.
1785년 쿨롱(C. A. Coulomb)은 실험을 통하여 대전된 물체끼리 작용하는 힘의 법칙을 밝힐 수 있었다. 이 법칙은 앞에서 알아본 대로 전기력은 두 입자의 전하량의 곱에 비례하고 그들 사이의 거리의 제곱에 반비례하여 다음과 같이 간단한 식으로 나타낼 수 있다.
여기서 힘의 방향은 F 가 + 일 때는 서로 밀어내는 방향이고, - 일 때에는 서로 당겨주는 방향이다. 이 표현식은 쿨롱의 이름을 따서 쿨롱의 법칙이라 하고, 여기서 k 는 비례상수로서 실…(생략)