전기력 (쿨롱 법칙)
Coulomb's law
두 전하 사이의 거리를 두 배로 벌리면 둘 사이의 힘은 절반이 될까요?
무슨 일이 일어났나
쿨롱 법칙은 두 전하 사이 힘의 크기가 두 전하의 곱에 비례하고, 떨어진 거리의 제곱에 반비례한다는 법칙입니다.
시뮬레이터에서 0.2 m 떨어진 +1 µC · −1 µC 은 −225 mN 으로 끌어당기고, 거리를 0.1 m 로 줄이면 −899 mN 으로 4 배가 됩니다.
전하 하나를 +2 µC 으로 두 배 하면 힘도 −449 mN 으로 두 배가 됩니다.
식의 상수 k = 1/(4πε₀) 는 진공의 유전율 ε₀ = 8.854 187 8188×10⁻¹² F/m (CODATA)에서 나오며, 약 8.99×10⁹ N·m²/C² 입니다.
1785 년 쿨롱은 명주실에 매단 바늘이 비틀리는 정도로 힘을 재는 비틀림 저울로, 전기력과 자기력의 역제곱 법칙을 정량으로 보였습니다(MagLab).
💡 생활 속 예시
- 문지른 빗을 종잇조각에 1 cm 까지 대면 확 끌려오지만 몇 cm 만 떼어도 꿈쩍하지 않는 것은, 전기력이 거리가 멀어질수록 아주 빨리 약해지기 때문입니다.
- 스웨터를 벗을 때 몸에 바짝 붙은 옷은 «타닥» 소리를 내며 머리카락을 세게 끌지만, 옷을 멀리 치우면 머리카락은 곧 가라앉습니다.
🙅 오해 깨기오해 모음 보기
전기력은 거리에 반비례해, 거리가 두 배면 힘이 절반이 된다.
쿨롱이 보인 대로 전기력은 거리의 제곱에 따라 줄어듭니다 — 거리가 두 배면 힘은 4 분의 1 입니다. 출처
누가 왜 찾았나
1767 년 프리스틀리는 전하 사이의 힘이 뉴턴의 중력처럼 역제곱 법칙을 따를 것이라고 추론했습니다. 프랑스의 쿨롱(1736–1806)은 1785 년 명주실에 바늘을 매단 비틀림 저울로 아주 작은 힘을 직접 재어 전기력과 자기력의 역제곱 법칙을 정량으로 보였고, 이 법칙에는 지금 그의 이름이 붙어 있습니다.
확인된 값
- 쿨롱이 비틀림 저울로 전기력 · 자기력의 역제곱 법칙을 정량으로 보인 해
- 1785 출처
- 비틀림 저울(1785) — 지금 쿨롱의 이름이 붙은 역제곱 법칙의 증거
- inverse square law 출처
- 비틀림 저울의 바늘은 보통 명주실에 매달았다
- silk thread 출처
- 전기력은 거리의 제곱에 따라 줄어든다
- ∝ 1/r² 출처
- 쿨롱이 태어난 해 (프랑스, 1736-06-14)
- 1736 출처
- 쿨롱이 세상을 떠난 해 (1806-08-23)
- 1806 출처
- 프리스틀리가 전하 사이 힘이 뉴턴의 중력처럼 역제곱일 것이라고 추론한 해
- 1767 출처
- 진공의 유전율 ε₀ (CODATA) — 쿨롱 상수 k = 1/(4πε₀)
- 8.8541878188e-12 F/m 출처
교육과정에서는
- 한국 2022 · 물리학 · 전기와 자기
- 한국 2022 · 전자기와 양자 · 전자기적 상호작용
- 잉글랜드 · KS4 Physics: Electricity
- 일본 · 高等学校 物理 (3) 電気と磁気
출처
- https://nationalmaglab.org/magnet-academy/history-of-electricity-magnetism/timeline/1775-1799/(확인 2026-11-12)
- https://nationalmaglab.org/magnet-academy/history-of-electricity-magnetism/museum/torsion-balance-1785/(확인 2026-11-12)
- https://nationalmaglab.org/magnet-academy/history-of-electricity-magnetism/pioneers/charles-augustin-de-coulomb/(확인 2026-11-12)
- https://nationalmaglab.org/magnet-academy/history-of-electricity-magnetism/timeline/1750-1774/(확인 2026-11-12)
- https://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Value?ep0(확인 2026-11-12)
이어서 보기
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