生活中常见的力除了重力属于引力作用外,其他都属于电磁作用,例如摩擦力、弹力等。
自然界中任何物体之间都存在万有引力。万有引力作用的大小为:
其中,G = 6.673 x 10-11 N·m2/kg2,称为引力常量。M 和 m 为两物体的质量,r 为它们之间的距离。
真空中两个静止点电荷之间的相互作用力可以用库仑定律描述:
其中,k 是静电力常量,Q1 和 Q2 分别为两个电荷所带点量(带符号)。
库仑定律和万有引力定律中相互作用的两个物体,它们不需要发生接触就对彼此产生了作用力,因此也被称为超距作用。不过,随着物理研究的深入,人们现在发现了场物质的存在。场物质之间通过接触实现相互作用,场物质与物体之间也通过接触实现相互作用,所以场是传递物质间相互作用的媒质。
▲ 电场以及电场线,图片来自 Brilliant
库仑定律和万有引力定律在形式上十分相近。不过,库伦定律稍有特殊。研究发现,如果 Q1是静电荷, Q2 是运动电荷,那么静电荷对运动电荷的作用力 F2 在上式依然成立,但运动电荷对静电荷的作用力 F1 不再满足上式,需要修正,并且随着运动速度的提升,修正量越大。于是有下式: