Сила кулоновского взаимодействия между двумя точечными зарядами описывается законом Кулона. Согласно этому закону, сила взаимодействия прямо пропорциональна произведению величин зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Математически это выражается формулой:
[ F = k \frac{|q_1 q_2|}{r^2} ]
где ( F ) — сила взаимодействия, ( q_1 ) и ( q_2 ) — величины зарядов, ( r ) — расстояние между зарядами, а ( k ) — коэффициент пропорциональности, который зависит от среды и равен приблизительно ( 8.988 \times 10^9 \, \text{Н·м}^2/\text{Кл}^2 ) в вакууме.
Если расстояние между зарядами уменьшить в 2 раза, то есть если новое расстояние будет ( r' = \frac{r}{2} ), то сила взаимодействия изменится следующим образом:
[ F' = k \frac{|q_1 q_2|}{(r')^2} = k \frac{|q_1 q_2|}{\left(\frac{r}{2}\right)^2} = k \frac{|q_1 q_2|}{\frac{r^2}{4}} = 4 \cdot k \frac{|q_1 q_2|}{r^2} = 4F ]
Таким образом, если расстояние между двумя зарядами уменьшится в 2 раза, то сила кулоновского взаимодействия между ними увеличится в 4 раза.