クーロン定数 k = 1/(4πε_0) ≈ 8.988×10⁹ N·m²/C²。電荷の単位 μC = 10⁻⁶ C、距離 cm = 10⁻² m。比誘電率 ε_r を 80(水)にすると力は 1/80 に弱まります。
符号判定:—
電荷をドラッグして距離を変えると、力は 1/r² で急増。各電荷の矢印は等大・逆向き(作用反作用)。「再生」で電荷が力に従って運動します。
横軸=距離 r (cm)、縦軸=|F| (N) の log-log プロット。F ∝ 1/r² なので傾き -2 の直線。黄丸=現在の (r, |F|)。
クーロンの法則は2点電荷間に働く電気力を、距離の二乗に反比例する形で与えます。
クーロン力($k = 1/(4\pi\varepsilon_0) \approx 8.988\times10^{9}$ N·m²/C²):
$$F = \frac{1}{4\pi\varepsilon_0\,\varepsilon_r}\,\frac{q_1\,q_2}{r^{2}} = k\,\frac{q_1\,q_2}{\varepsilon_r\,r^{2}}$$電荷 $q_1$ が距離 $r$ に作る電場と、2電荷系のポテンシャルエネルギー:
$$E = \frac{k\,|q_1|}{\varepsilon_r\,r^{2}},\quad U = \frac{k\,q_1\,q_2}{\varepsilon_r\,r}$$$F \gt 0$(同符号)は反発、$F \lt 0$(異符号)は引力。$U$ は $r \to \infty$ をゼロ基準とした静電ポテンシャルエネルギーです。