クーロンの法則とは？公式・例題をわかりやすく解説【高校物理】
クーロンの法則とは？
クーロンの法則とは、2つの電荷の間にはたらく静電気力（クーロン力）の大きさを表す法則です。電荷の大きさが大きいほど、また電荷間の距離が近いほど、はたらく力が強くなります。
クーロンの法則の定義・公式
F ＝ k × (q1×q2) ／ r^2
- F：静電気力（単位：N）
- q1, q2：それぞれの電荷の大きさ（単位：C＝クーロン）
- r：電荷間の距離（単位：m）
- k：クーロンの法則の定数（真空中でおよそ9.0×10^9 N・m^2/C^2）
同じ種類の電荷（＋と＋、－と－）どうしは反発し合い、異なる種類の電荷（＋と－）どうしは引き合います。
クーロンの法則の具体的なイメージ・例
- 下敷きを擦って髪の毛を持ち上げる現象は、静電気力（クーロン力）の一例
- 冬にドアノブに触れてバチッとするのも、静電気がたまった結果クーロン力が働いて起こる現象
- 原子の中で、電子（－）と原子核（＋）が引き合っているのもクーロンの法則で説明できる
クーロンの法則の例題と解き方
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例題①（基本）：距離2mにある2つの電荷（それぞれ1C）の間にはたらく力を求めよ。（k＝9.0×10^9）
F＝k(q1q2)／r^2＝9.0×10^9×(1×1)／2^2＝2.25×10^9 N -
例題②（応用）：距離を2倍にすると、静電気力は何倍になるか。
Fは距離の2乗に反比例するので、距離が2倍になると力は1／4倍になる -
例題③（入試レベル）：電荷を両方とも2倍にすると、静電気力は何倍になるか。
Fは電荷の積に比例するので、q1×q2が4倍になり、力は4倍になる
クーロンの法則の関連法則・公式
| 名称 | 内容 | 適用場面 |
|---|---|---|
| 電場 | 電荷のまわりにできる、力がはたらく空間 | 静電気力を場の考え方で扱うとき |
| 万有引力の法則 | 質量の間にはたらく引力（形式がクーロンの法則と似る） | 重力と静電気力の式を比較するとき |
| 電位 | 電場の中の位置エネルギーに相当する量 | 電荷の移動によるエネルギーを考えるとき |
クーロンの法則が出る試験問題パターン
- 計算問題パターン：電荷の大きさや距離から静電気力を求める問題
- 概念理解問題パターン：距離や電荷が変化したときに力が何倍になるかを問う問題
よくある質問（FAQ）
Q1. クーロンの法則をわかりやすく説明してください。
A1. 電気を帯びた2つの物体の間にはたらく力の強さを表す法則です。電荷が大きいほど、距離が近いほど、力が強くなります。
Q2. クーロンの法則の公式はどう覚えますか？
A2. 万有引力の法則（質量の積÷距離の2乗）と形が似ているので、「電荷の積÷距離の2乗」とセットで覚えると整理しやすくなります。
Q3. クーロンの法則でよく間違えるポイントは？
A3. 距離rを2乗し忘れる、または距離が変化したときの力の変化を単純な比例で計算してしまうミスが多いです。「距離の2乗に反比例する」ことを常に意識することが対策になります。
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