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Accueil/Électricité et magnétisme/Loi de Coulomb

Loi de Coulomb

Deux charges, valeur et distance réglables. Les vecteurs force sont affichés.

Charges

2 μC
-3 μC
0.5 m

Raccourcis clavier

  • •Indication : les curseurs — la force ∝ 1/r²

Mesures

|F|0.22N
TypeAttraction

À propos du modèle

La loi de Coulomb : la force entre deux charges ponctuelles dans le vide vaut F = k|q₁q₂|/r² et est portée par la droite qui les joint. Même signe — répulsion ; signes opposés — attraction. Constante k ≈ 8,99×10⁹ N·m²/C² ; on règle commodément les charges en microcoulombs et la distance en mètres. Idéalisation : charges ponctuelles, vide, sans polarisation du milieu ni corrections relativistes.

Public : Lycée et L1 : électrostatique, loi de Coulomb, force entre charges ponctuelles.

Notions clés

  • loi de Coulomb
  • charge ponctuelle
  • force électrostatique
  • constante de Coulomb
  • attraction et répulsion

Comment ça marche

Le module de la force électrostatique entre deux charges ponctuelles dans le vide vaut F = k|q₁q₂|/r², avec k ≈ 8,99×10⁹ N·m²/C². Les charges de même signe se repoussent, celles de signes opposés s’attirent.

Formules

F = k |q₁ q₂| / r²

Questions fréquentes

Pourquoi la force est-elle en 1/r² et non en 1/r ?
C’est le résultat de l’expérience et de la solution pour le champ d’une charge ponctuelle dans l’espace à trois dimensions (théorème de Gauss) : le flux à travers une sphère ne dépend pas du rayon, alors que l’aire de la sphère croît comme r² ; donc |E| ∝ 1/r², et la force entre deux charges ponctuelles aussi.
Et si les charges ne sont pas ponctuelles ?
Pour des charges réparties, on intègre ou l’on découpe en petits éléments. La forme F = kq₁q₂/r² reste exacte seulement pour des distributions à symétrie sphérique, dont le champ à l’extérieur est celui d’une charge ponctuelle au centre.
Pourquoi la force à l’écran ne coïncide-t-elle pas avec le calcul en newtons ?
L’échelle est choisie pour la lisibilité ; le sens physique est la dépendance F(r) et le signe de la force. Pour un exercice numérique, substituez q et r en unités SI avec k = 8,99×10⁹ N·m²/C².