שלושה מטענים נקודתיים נמצאים על קו ישר - מטען q_1=4\cdot10^{-9} C בנקודה x_1=-0.2 m, מטען q_2 = -3\cdot10^{-9} C בנקודה x_2= 0 m ומטען q_3 = 2\cdot10^{-9} C בנקודה x_3 = +10 m.
א. מה הכח השקול הפועל על המטען השמאלי כאשר המטען השמאלי הוא q_1?
ב. מה הכח השקול הפועל על המטען הימני כאשר המטען הימני הוא q_3?
כדי למצוא את הכוחות הפועלים על המטענים q_1 ו-q_3, אנו משתמשים בחוק קולון, הקובע שהכוח החשמלי בין שני מטענים נקודתיים עומד ביחס ישר למכפלת המטענים שלהם וביחס הפוך לריבוע המרחק בינהם:
כאשר p ו-q הם שני המטענים הנקודתיים, F הוא גודל הכוח בין המטענים, r הוא המרחק בין המטענים ו-k הוא קבוע קולון השווה (בערך) להיות 9\cdot 10^9\frac{N\cdot m^2}{C^2}.
לאחר מכאן, נשתמש בעקרון הסופרפוזיציה כדי לחשב את גודל הכוח הפועל על מטען נקודתי.
סעיף א’
נחשב את גודל הכוח הפועל בין המטענים q_1 ו-q_2:
מכיוון ש-q_2 הוא שלילי ו-q_1 הוא חיובי, הכוח F_{1,2} מצביע לכיוון q_2 (לימין).
נחשב את גודל הכוח הפועל בין המטענים q_1 ו-q_2:
מכיוון ששני המטענים חיוביים, הכוח F_{1,3} מצביע הרחק מ-q_3 (לשמאל).
הכוח הכולל על q_1 הוא הסכום הווקטור של F_{1,2} (ימין) ו-F_{1,3} (שמאל). מאחר ומתקיים F_{1,2} \gg F_{1,3}, הכוח מצביע בעיקר ימינה:
סעיף ב’
בדיוק כפי שעשינו עבור q_1, עלינו לחשב את הכוח על q_3 על ידי התחשבות בכוחות הנובעים מהמטענים האחרים q_1 ו-q_2. התהליך דומה מאוד למה שנעשה בחלק א’ אך כולל בחינת האינטראקציות מנקודת המבט של q_3.