حاسبة قانون كولوم

ما هو قانون كولوم؟

يصف قانون كولوم مقدار القوة الكهربائية بين شحنتين نقطيتين. تعتمد هذه القوة على مقدار الشحنتين والمسافة بينهما، وتكون تجاذبًا إذا كانت الإشارتان مختلفتين، وتنافرًا إذا كانت الإشارتان متماثلتين. تُستخدم هذه الأداة في سياق الفيزياء المدرسية لحساب القوة F أو المسافة r أو قيمة الشحنة.

الثابت والوحدات

• ثابت كولوم: k ≈ 9×10⁹ N·m²/C².
• وحدات الشحنة: C (كولوم)، µC (ميكروكولوم = 10⁻⁶ C)، nC (نانوكولوم = 10⁻⁹ C).
• وحدات المسافة: m (متر)، cm (سنتيمتر = 10⁻² m)، mm (ميليمتر = 10⁻³ m).
• وحدة القوة: N (نيوتن).

الصيغ الأساسية

• إيجاد القوة: F = k × |q1·q2| / r²
• إيجاد المسافة: r = √(k × |q1·q2| / F)
• شحنات متساوية (q1 = q2 = q): q = √((F·r²)/k)
• شحنة مجهولة: q2 = (F·r²) / (k·q1)
• نوع القوة: إذا كانت إشارة (q1·q2) سالبة ⇒ تجاذب، موجبة ⇒ تنافر، صفر ⇒ قوة صفرية.

كيف تحسب الأداة النتيجة؟

1. تحويل جميع القيم إلى النظام الدولي: الشحنات إلى C، والمسافة إلى m.
2. اختيار الصيغة المناسبة حسب الوضع (F أو r أو q أو q2).
3. التعويض بالقيم مع k = 9×10⁹ (أو قيمة مخصصة إذا ألغيت الاختيار الافتراضي).
4. إظهار النتيجة بصيغتين: علمية (مثل 9.0×10¹) وعادية (مثل 90).
5. تحديد نوع القوة وفقًا لإشارات الشحنتين (+/–).
6. عرض خطوات الحل بالتفصيل: التحويل، التعويض، الحساب، القيمة النهائية.

مثال مدرسي سريع

q1 = 4 µC و q2 = 9 µC، وكلتاهما موجبتان؛ r = 6 cm، وثابت k الافتراضي. بعد التحويل: 4 µC = 4×10⁻⁶ C، 9 µC = 9×10⁻⁶ C، 6 cm = 6×10⁻² m. بالتعويض: F = k × |q1·q2| / r² ⇒ F ≈ 90 N. وبما أن الإشارتين موجبتان ⇒ تنافر.

ملاحظات وسلامة

• تجنب استخدام مسافات صغيرة جدًا وغير واقعية؛ قد تكون القيم غير عملية.
• إذا كانت إحدى الشحنات صفرًا ⇒ تكون القوة صفرية.
• انتبه لوحدات الإدخال: µC و nC تختلفان كثيرًا عن C.