Coulombi seadus

Coulombi seadus kirjeldab elektrijõudu kahe punktlaengu vahel sama matemaatilise kujuga nagu Newtoni gravitatsiooniseadus: võrdeline kahe allika korrutisega, pöördvõrdeline nendevahelise kauguse ruuduga. F = kq₁q₂/r², kus k on Coulombi konstant. See sarnasus ei ole pealiskaudne — mõlemad on pöördruutseadused, sest mõlemad kirjeldavad punktist kolmemõõtmelisse ruumi levivat mõju, mistõttu intensiivsus lahjeneb laieneva kera pindalaga, mis kasvab kui r².

Pöördruudu osa on koht, kus intuitsiooni tuleb parandada. Kauguse kolmekordistamine ei jaga jõudu kolmega; see jagab selle üheksaga, sest jõud sõltub suurusest 1/r², mitte 1/r. Väikesed muutused vahekauguses tekitavad seega suuri muutusi jõus, ja just seepärast ei tunne laetud osakesed eemal peaaegu midagi, kuid lähedal äärmiselt tugevaid jõude.

Erinevalt gravitatsioonist, mis ainult tõmbab, võib Coulombi jõud kas tõmmata või tõugata, ja reegel on lihtne: samamärgilised laengud tõukuvad, vastasmärgilised laengud tõmbuvad. Tasub vältida kiusatust lugeda "sama" kui "kuulub kokku" — kaks positiivset laengut on märgi poolest sarnased ja tõukavad teineteist eemale just seepärast, et need on sarnased. Ja täpselt nagu gravitatsiooniga, on jõud vastastikune: mistahes jõu, mida laeng A avaldab laengule B, avaldab laeng B tagasi laengule A võrdse suuruse ja vastupidise suunaga — Newtoni kolmas seadus kehtib siin täpselt nagu iga teise jõu puhul.