1급 전파공학전기통론빈출 낮음

쿨롱(Coulomb's law)의 법칙 식으로 맞는 것은? F: 대전체간에 작용하는 힘, Qa, Qb: 각각 전하의 양, r: 상호간 거리, K: 비례상수

P = K \frac{Q a - Q b}{r ^{2}}

P = K \frac{Q a \times Q b}{r ^{2}}

P = K \frac{Q a + Q b}{r ^{2}}

P = K \frac{Q a \times Q b}{r}

상세 해설

정답 해설

쿨롱의 법칙(Coulomb's Law)은 두 점전하 사이에 작용하는 정전기력을 기술합니다: $F = K \frac{Q _{a} \times Q _{b}}{r ^{2}}$ [N]. 여기서 $K = \frac{1}{4 π ε _{0}} \approx 9 \times 1 0^{9}$ [N·m²/C²]는 비례상수(쿨롱 상수), $ε_{0} = 8.854 \times 1 0^{- 12}$ [F/m]는 진공의 유전율입니다. 이 법칙은 뉴턴의 만유인력 법칙( $F = G \frac{m _{1} m _{2}}{r ^{2}}$ )과 수학적 구조가 동일하지만, 전기력은 인력과 척력 모두 가능한 반면 중력은 항상 인력만 작용한다는 차이가 있습니다. 같은 부호의 전하 사이에는 척력, 다른 부호 사이에는 인력이 작용합니다.

학습 팁

쿨롱 법칙 핵심: '곱에 비례, 거리 제곱에 반비례'. 만유인력 법칙과 형태가 같으므로 비교하여 기억하세요. 시험에서 합/차/곱, $r$ / $r^{2}$ 함정이 자주 출제됩니다.

오답별 해설

1. $P = K \frac{Q a - Q b}{r ^{2}}$

$F = K \frac{Q _{a} - Q _{b}}{r ^{2}}$ 는 전하의 '차'를 사용했으므로 틀립니다. 쿨롱의 법칙은 전하의 '곱'에 비례합니다. 전하의 차는 물리적으로 두 전하 사이의 힘과 관련이 없습니다.

3. $P = K \frac{Q a + Q b}{r ^{2}}$

$F = K \frac{Q _{a} + Q _{b}}{r ^{2}}$ 는 전하의 '합'을 사용했으므로 틀립니다. 합산이 아닌 곱이어야 하며, 이는 두 전하가 독립적으로 힘에 기여함을 의미합니다.

4. $P = K \frac{Q a \times Q b}{r}$

$F = K \frac{Q _{a} \times Q _{b}}{r}$ 는 거리의 제곱( $r^{2}$ ) 대신 1제곱( $r$ )을 사용한 오류입니다. 역제곱 법칙( $\frac{1}{r ^{2}}$ )은 3차원 공간에서 전기장이 구면으로 퍼지는 기하학적 특성에서 유래합니다.