Also ich bin neu in diesem Wissenschaftsforum, also habt bitte Gnade. Ich habe nur einige grundlegende Fragen zu elektrostatischen Kräften. Ich hoffe, diese sind nicht zu vage. Wenn Sie also zwei entgegengesetzt geladene Teilchen haben, ziehen sich die Gegensätze nach meinem Verständnis aufgrund der elektrostatischen Kraft an. Die Stärke der Kraft wird durch das Coulombsche Gesetz vorhergesagt. Meine Frage ist, können diese geladenen Teilchen auch geladene Objekte sein? Und wenn sie sich anziehen und treffen, gibt es eine Formel für die Geschwindigkeit und Zeit, die sie brauchen würden, um sich zu verbinden? Ich möchte die Wirkung der elektrostatischen Kraft auf Objekte verstehen. Wenn Sie also im Grunde zwei 10 x 10 x 10 Mikrometer große Materiewürfel hätten, die jeweils die entgegengesetzte Ladung haben, was wären die Eigenschaften ihrer Verbindung und Anziehung? Ich versuche, viele Ideen zu testen, die ich habe, und ich brauche ein solides Verständnis der Elektrostatik. Es tut mir leid, wenn ich vage bin. Gibt es gute Tutorials und Softwaresimulationen online?
Wie @lemon im Kommentar betonte, gilt das Coulombsche Gesetz (das das Grundgesetz der Elektrostatik ist) nur für Punktladungen. Aber Sie können das Objekt in sehr kleine Teile teilen, und dann sind diese winzigen Teile jetzt unendlich klein und wie Punkte. Dann können Sie die Kraft auf jeden von ihnen integrieren.
Glücklicherweise sind die Dinge mit dem Konzept des elektrischen Felds einfacher. Jedes Ladungsobjekt hat ein elektrisches Feld um sich herum. Wenn nun eine Punktladung im Feldbereich platziert wird, wird sie Kraft spüren. Und diese Kraft hängt nur mit dem elektrischen Feld an diesem Punkt und der Ladung des Teilchens zusammen.
Sie können also zuerst das elektrische Feld des ersten Objekts finden und dann die Kräfte auf das zweite aufsummieren. Ich werde keine Formel angeben, da sie Kenntnisse über Elektromagnetismus und Vektorrechnung voraussetzen.
Ein Sonderfall liegt vor, wenn beide Objekte Kugelsymmetrie haben. Dass es an jedem Punkt Ladungsverteilung gibt, hängt nur vom Radius ab. In diesem speziellen Fall kann uns ein mathematisches Theorem namens Gaußsches Gesetz helfen, Berechnungen zu vereinfachen. In diesem Zustand können beide Objekte in ihren Zentren als Punktladungen betrachtet werden. Und die Ladung der Punktladungen ist gleich der Gesamtladung des Objekts. Jetzt können Sie das Coulombsche Gesetz anwenden.