Механические силы взаимодействия точечных заряженных тел могут быть вычислены при помощи закона Кулона. В случаях, когда заряженные тела нельзя рассматривать как точечные, непосредственное применение закона Кулона невозможно. Поэтому механические силы определяют исходя из энергетических соотношений.
.
Здесь g -обобщенная координата.
Таким образом, механическая сила, стремящаяся изменить данную координату g системы, равна изменению энергии электрического поля, отнесенному к единице производимого силой изменения координаты в предположении, что либо заряды, либо потенциалы всех тел сохраняются неизменными.
Единицей силы является ньютон (Н).
В некоторых частных случаях сила определяется достаточно просто. Так, сила, действующая на заряженное тело, заряд которого распределен по объему с объемной плотностью r, равна
.
Сила, действующая на поверхность заряженного проводника, определяется при помощи формулы
.
Плотность механической силы (давление) в любой точке поверхности этого проводника равна объемной плотности энергии электрического поля в этой же точке
.
Объемная плотность механической силы, действующей на диэлектрик, равна
и направлена в сторону максимального возрастания напряженности электрического поля.
Сила притяжения между обкладками конденсатора (при пренебрежении краевым эффектом) определяется следующим выражением:
где S – площадь обкладки; d – расстояние между обкладками.
Сила притяжения (на единицу длины) между параллельными цилиндрическими проводниками равных радиусов R, с расстоянием между осями d>>2R, и заряженных равными по величине и противоположными по знаку зарядами, определяется формулой
.
Здесь u – разность потенциалов между проводниками.
