კანონიწელსკულონი ფიზიკის მნიშვნელოვანი კანონია, სადაც ნათქვამია, რომ ელექტროსტატიკური ძალა ორ ელექტრულ მუხტს შორის არის პროპორციულია ელექტრული მუხტების მოდულისა და უკუპროპორციულია მანძილის კვადრატისა, რომელიც ჰყოფს.
კულონის კანონი და ელექტრული ძალა
ჩარლზ ავგუსტინი წელს კულონი (1736-1806) იყო ფრანგი ფიზიკოსი, რომელიც პასუხისმგებელი იყო კანონის განსაზღვრაზე, რომელიც აღწერდა ელექტრულ მუხტებს შორის ურთიერთქმედების ძალას. ამ მიზნით ჩარლზ კულონმა გამოიყენა ა ბრუნვის ბალანსი, მსგავსი მასშტაბის, რომელიც გამოიყენა ჰენრი კავენდიში რომ დადგინდეს მუდმივი უნივერსალური გრავიტაცია.
ო ექსპერიმენტული აპარატი კულონის მიერ გამოყენებული იყო ლითონის ჯოხი, რომელსაც ბრუნვა შეეძლო, რომელიც დატენვისას მოგერიებული იყო მცირე ზომის მეტალის სფეროთი, რომელიც იმავე ნიშნის ელექტრულ მუხტებთან იყო დაკავშირებული. ქვემოთ მოცემულ ფიგურაში ნაჩვენებია ბრუნვის ბალანსის სქემა, რომელსაც იყენებს ფიზიკოსი:
ბრუნვის ბალანსი გამოიყენა კულონმა ელექტრულ მუხტებს შორის ურთიერთქმედების კანონის დასადგენად.
კულონის კანონის ფორმულა
მისი კანონის თანახმად, ძალა ორ ელექტრონულად დამუხტულ ნაწილაკს შორის პირდაპირპროპორციულია მათი მუხტის სიდიდისა და უკუპროპორციულია მათ შორის მანძილის კვადრატისა. ქვემოთ წარმოგიდგენთ
მათემატიკური ფორმულა კულონის კანონით აღწერილი:
ვ - ელექტროსტატიკური ძალა (N)
კ0 - დიელექტრიკული ვაკუუმის მუდმივა (N.m² / C²)
Q - ელექტრო მუხტი (C)
რა - ტესტის ელექტრო მუხტი (C)
დ - მანძილი მუხტებს შორის (მ)
ზემოთ მოცემულ ფორმულაში კ0 არის პროპორციულობის მუდმივა, რომელსაც ელექტროსტატიკური ვაკუუმის მუდმივა ეწოდება, მისი მოდული დაახლოებით არის 9,0.109 N.m² / C².ასევე, ჩვენ ვიცით რომ უამრავი სიგნალითანაბარიმოგერიება ხოლო დატვირთვები სიგნალებისაწინააღმდეგოები იზიდავსროგორც ნაჩვენებია ქვემოთ მოცემულ ფიგურაში:
ტოლი ნიშნის მოგერიება და საპირისპირო ნიშნის მუხტები იზიდავს.
აგრეთვე: რა არის ელექტროენერგია?
აღსანიშნავია, რომ მაშინაც კი, თუ დატვირთვას აქვს სხვადასხვა მოდული, მათ შორის მიზიდულობის ძალა თანაბარია, რადგან, ნიუტონის მე -3 კანონი - კანონის კანონი მოქმედება და რეაქცია - ძალა, რომელსაც ბრალდებები უყენებენ ერთმანეთს, არის თანაბარი წელს მოდული ეს გვხვდება იგივემიმართულებათუმცა, გრძნობები საწინააღმდეგოები.
ფიგურაში ქალის თმა დატვირთულია ერთი და იგივე ნიშნის მუხტით და, შესაბამისად, ერთმანეთს იგერიებს.
ელექტრული ძალის მნიშვნელოვანი თვისებაა ის რომ ვექტორული სიდიადე, ანუ, ეს შეიძლება დაიწეროს ვექტორების გამოყენებით. ვექტორებია ორიენტირებული სტრიტები რომ დღემდე მოდული, მიმართულება და გრძნობა ამიტომ, იმ შემთხვევებში, როდესაც ორი ან მეტი ელექტრული ძალის ვექტორი არ არის პარალელური ან საპირისპირო, აუცილებელია, რომ წესები ვექტორული ჯამი, სხეულზე ან ნაწილაკზე წმინდა ელექტრული ძალის გამოსათვლელად.
აგრეთვე: რა არის ელექტრული ველი?
კულონის სამართლის გრაფიკი
კულონის კანონში ნათქვამია, რომ ელექტრული ძალა ორ დამუხტულ ნაწილაკს შორის არის პირიქით მათ შორის მანძილის კვადრატის პროპორციული. ამრიგად, თუ ორი ელექტრული მუხტი მანძილზეა დ, და მოდი შესახვედრად ამ მანძილის ნახევარზე (დ / 2), მათ შორის ელექტრო ძალა ოთხჯერ უნდა გაიზარდოს (4F):
თუ ორ მუხტს შორის მანძილი შემცირდება ნახევარით, მათ შორის ელექტრული ძალა ოთხჯერ იზრდება.
გაეცანით ცხრილს, რომელიც აჩვენებს ელექტრული ძალის ურთიერთობას მოდულის q ორ დატვირთვას შორის, როდესაც ერთმანეთისაგან განსხვავდება დისტანციებით:
ელექტროენერგიის მოდული |
მანძილი ბრალდებებს შორის |
F / 25 |
დ / 5 |
F / 16 |
დ / 4 |
F / 9 |
დ / 3 |
F / 4 |
დ / 2 |
ვ |
დ |
4F |
2 დ |
9F |
3D |
16F |
4 დ |
25F |
5 დ |
კულონის კანონის დაყენება ძალის გრაფიკის სახით მანძილთან მიმართებაში, ჩვენ გვაქვს შემდეგი ფორმა:
კულონის კანონის მაგალითები
1) ორი ელექტრონულად დამუხტული ნაწილაკი, რომლის მუხტებია 1,0 μC და 2,0 mC, გამოიყოფა ვაკუუმში 0,5 მ მანძილზე. განსაზღვრეთ მუხტებს შორის არსებული ელექტრული ძალის სიდიდე.
რეზოლუცია:
მოდით გამოვიყენოთ კულონის კანონი გამოთვალოთ ელექტრული ძალის სიდიდე, რომელიც მოქმედებს მუხტებზე:
2) ორი წერტილის ნაწილაკები, რომლებიც იტენება იდენტური ელექტრული მუხტებით და q მოდულით, გამოყოფილია მანძილზე d. შემდეგ, ერთი დატვირთვის მოდულის გაორმაგება (2q), მეორის გასამმაგება (3q) და ტვირთებს შორის მანძილის შეცვლა მათ შორის საწყისი მანძილის მესამედზე (d / 3). განსაზღვრეთ მუხტი შორის არსებულ საწყის და საბოლოო ელექტრულ ძალებს შორის თანაფარდობა.
გადაჭრა სავარჯიშოები კულონის კანონის შესახებ
1) ორი დამუხტული ნაწილაკი იდენტური ელექტრული მუხტით q, რომელსაც ემყარება განუყოფელი მავთულები და უმნიშვნელო მასა, ძალთა ბალანსშია, როგორც ნაჩვენებია ქვემოთ მოცემულ ფიგურაში:
თუ m = 0.005 კგ არის თითოეული ნაწილაკის მასა, განსაზღვრეთ:
მონაცემები:
გ = 10 მ / წმ
კ0 = 9.109 N.m² / C²
ა) ელექტრული მოგერიების ძალის მოდული, რომელიც მოქმედებს დატვირთვებზე;
ბ) ნაწილაკების ელექტრული მუხტების მოდული.
რეზოლუცია:
ა) ნაწილაკებს შორის ელექტრული ძალის მოდულის გამოსათვლელად აუცილებელია კუთხეების შემდეგი მსგავსება შეამჩნიოთ, დააკვირდით ფიგურას:
შეგვიძლია ვთქვათ, რომ ორი სამკუთხედის θ კუთხის tangent (რომლის გვერდები იქმნება 4 და 3 და F და P მანძილებით) ტოლია და შემდეგ გაანგარიშებას ვაკეთებთ:
ბ) ელექტრული ძალის მოდულს დაანგარიშების შემდეგ, შესაძლებელია განისაზღვროს მისი მოდული, რადგან მუხტები იდენტურია:
ჩემს მიერ. რაფაელ ჰელერბროკი