ไฟฟ้าสถิต ฟิสิกส์ ม.5

ถ้าใครกำลังงง “กฎของคูลอมบ์” ว่าต้องแทนค่าอะไรบ้าง เรามาไล่แบบเป็นขั้นตอนกัน (สไตล์ที่เราใช้ทำโจทย์จริงตอนสอบ) 1) สูตรหลักที่ต้องจำให้แม่น แรงไฟฟ้าระหว่างประจุสองตัว (บางที่เขียนเป็น FE) คือ F = kQ1Q2 / r² โดย k คือค่าคงที่ของคูลอมบ์ (ในอากาศ/สุญญากาศใช้ประมาณ 9×10^9 N·m²/C²), Q1 และ Q2 คือประจุ (หน่วยคูลอมบ์ C), r คือระยะห่างระหว่างประจุ (หน่วยเมตร m) 2) ทิศทางแรงดูด–ผลัก (ออกสอบบ่อย) - ประจุชนิดเดียวกัน (+,+) หรือ (-,-) “ผลักกัน” แรงจะชี้ออกจากกัน - ประจุต่างชนิด (+,-) “ดูดกัน” แรงจะชี้เข้าหากัน ทริคที่เราใช้: “เหมือนผลัก ต่างดูด” แล้วค่อยวาดลูกศรบนเส้นตรงที่เชื่อมประจุสองตัว จะไม่หลงทิศ 3) ระวัง r² ทำให้ความแรงเปลี่ยนเร็วมาก อันนี้ชอบโดนถามแนวเปรียบเทียบ: ถ้าเพิ่มระยะเป็น 2 เท่า แรงจะเหลือ 1/4 ทันที เพราะเป็นผกผันกำลังสอง (1/r²) ดังนั้นโจทย์ที่ให้เทียบ F1:F2 มักทำได้ไวโดยไม่ต้องกดเครื่องเยอะ 4) หน่วยต้องไปให้สุด ไม่งั้นพังทั้งข้อ - r ต้องเป็น “เมตร” ไม่ใช่เซนติเมตร (เช่น 5 cm ต้องแปลงเป็น 0.05 m) - Q ต้องเป็น “คูลอมบ์” ถ้าเป็นไมโครคูลอมบ์ (µC) ให้แปลง: 1 µC = 10^-6 C เราเคยพลาดตรงนี้บ่อยมาก แนะนำเขียนตัวแปลงไว้ข้างๆ ก่อนเริ่มคำนวณ 5) วิธีหาประจุ/หาระยะจากสูตร (โจทย์กลับสูตร) ถ้าโจทย์ถาม “สูตรหาประจุไฟฟ้า” ให้จัดรูปได้เลย เช่น Q1 = Fr² / (kQ2) หรือถ้าถามหาระยะ r = √(kQ1Q2 / F) ทริค: อย่าลืมว่าระยะต้องถอดราก เพราะ r อยู่กำลังสอง 6) เช็กคำตอบด้วยเหตุผลฟิสิกส์ - ถ้า Q เพิ่ม แรงควรเพิ่ม - ถ้า r เพิ่ม แรงควรลด - ถ้าได้แรงติดลบในโจทย์ที่ถาม “ขนาดของแรง” แปลว่าจัดสัญลักษณ์หลุด ให้ตอบเป็นขนาด (ค่าเป็นบวก) แล้วค่อยบอกทิศจากดูด/ผลัก ลองใช้เช็กลิสต์นี้เวลาทำโจทย์ “แรงระหว่างประจุ” จะเร็วขึ้นมาก โดยเฉพาะข้อที่ให้ f = q1q2/r2 หรือ kq1q2/r แบบย่อๆ (จริงๆ คือรูปเดียวกัน แค่ต้องมี k และ r² ให้ครบตามหน่วย)