帯電した物質同士には静電気力がはたらきます。2つの電荷が異符号ならば引力、同符号ならば斥力となることを学習しましたね。この静電気力の大きさは、 クーロンの法則 によって求めることができます。

具体的に、2つの電荷にはたらく静電気力の大きさを考えてみましょう。

プラスとマイナスの電荷があります。左側の電気量を+Q[C]、右側の電気量を−q[C]とし、2つの電荷は距離r[m]離れているとします。2つの電荷は異符号なので、それぞれに引力がはたらきますね。この力の大きさをF[N]としています。

電気量Q，qの値が大きいほど、静電気力Fの値が大きくなり、距離r[m]の値が大きいほど、静電気力Fの値が小さくなることはなんとなくイメージできますよね。2つの電荷にはたらく静電気力Fと、電気量Q，q、距離rとの関係は、 クーロンの法則 によって、次の式で表されます。

静電気力は、クーロン力ともいいます。2つの電荷にはたらく クーロン力F は、 距離の2乗に反比例 し、 電気量の積に比例 するのですね。

上の式の k は クーロン定数 といい、単位は[Nm²/C²]です。 k=9.0×10⁹[Nm²/C²] 、つまり90億というとてつもなく大きな数字です。ただし、クーロン定数が大きくても、距離が2倍になるとクーロン力は1/4倍、距離が10倍になると1/100倍となり、その大きさは急激に減っていきます。

また、異符号同士の電荷の引力を例に見てきましたが、 クーロンの法則 はもちろん同符号同士の電荷の斥力についても当てはまります。

この式で求められるのはクーロン力の大きさです。 力の方向 は、図で示すなどして目で確認するようにしましょう。

クーロンの法則の式は、1つ覚えるためのコツがあります。 距離の2乗に反比例 し、 電気量の積に比例 ーーこの式のパターンを、みなさんは以前にどこかで見かけたことがありませんか？　そう 万有引力の式 です。

万有引力とは物体同士が引きあう力でしたね。 距離の2乗に反比例 し、 質量の積に比例 という点が、クーロンの法則に非常によく似ていますね。