ТХЕ законуЦоуломб је важан закон физике који каже да је електростатичка сила између два електрична наелектрисања сразмерно модулу електричних наелектрисања и обрнуто сразмерно квадрату растојања које је одваја.
Кулонов закон и електрична сила
Цхарлес Аугустин у Цоуломб (1736-1806) је био француски физичар одговоран за утврђивање закона који описује силу интеракције између електричних наелектрисања. У ту сврху, Цхарлес Цоуломб је користио а торзиона равнотежа, слично скали коју је користио Хенри Цавендисх да се одреди константа од универзална гравитација.
О. експериментални апарат коју је користио Цоуломб састојао се од металне шипке способне да се окреће, која се приликом пуњења одбијала малом металном сфером набијеном електричним наелектрисањима истог знака. Доња слика приказује шему торзионе ваге коју користи физичар:
Куломб је помоћу торзионе ваге одредио закон интеракције између електричних наелектрисања.
Кулонова формула закона
Према њеном закону, сила између две електрично наелектрисане честице је директно пропорционална величини њихових наелектрисања и обрнуто пропорционална квадрату растојања између њих. У наставку представљамо
математичка формула описан Кулоновим законом:
Ф - електростатичка сила (Н)
к0 - диелектрична вакуумска константа (Н.м² / Ц²)
К - електрични набој (Ц)
Шта - тест електричног наелектрисања (Ц)
д - растојање између пуњења (м)
У горњој формули, к0 је константа пропорционалности која се назива електростатичка константа вакуума, њен модул је приближно 9,0.109 Н.м² / Ц².Такође, знамо да је пуно сигналједнакодбити док товари од сигналисупротности се привлаче, као што је приказано на доњој слици:
Набоји за знак једнакости се одбијају, а оптужбе за супротне знакове привлаче.
Види и ти: Шта је електрична енергија?
Вреди напоменути да је, чак и ако оптерећења имају различите модуле, сила привлачења између њих једнака, јер је, према Њутнов трећи закон - закон од поступак и реакција - сила коју једни против других подижу једнак у модул. Они се налазе у истиправацмеђутим у чула супротности.
Коса жене на слици оптерећена је набојем истог знака и због тога се одбија.
Важно својство електричне силе је да је а Векторска величина, односно може се написати помоћу вектора. Вектори су оријентисане равне тај садашњи модул, правац и смисао. Стога, у случајевима када два или више вектора електричне силе нису паралелни или супротни, неопходно је да се правила векторски збир, како би се израчунала нето електрична сила на тело или честицу.
Види и ти: Шта је електрично поље?
Графикон Куломовог закона
Кулонов закон каже да је електрична сила између две наелектрисане честице обрнуто сразмерно квадрату растојања између њих. Дакле, ако су два електрична наелектрисања на растојању д, и дођите да се сретнете на пола те удаљености (д / 2), електричну силу између њих треба повећати за четири пута (4Ф):
Ако удаљеност између два наелектрисања смањимо за половину, електрична сила између њих повећава се за четири пута.
Погледајте табелу која приказује однос електричне силе између два оптерећења модула к, раздвојена различитим раздаљинама:
модул електричне енергије |
Удаљеност између пуњења |
Ф / 25 |
д / 5 |
Ф / 16 |
д / 4 |
Ф / 9 |
д / 3 |
Ф / 4 |
д / 2 |
Ф |
д |
4Ф |
2д |
9Ф |
3д |
16Ф |
4д |
25Ф |
5д |
Стављајући Кулонов закон у облик графа силе насупрот удаљености, имамо следећи облик:
Примери Кулоновог закона
1) Две електрично наелектрисане честице, са наелектрисањима од 1,0 μЦ и 2,0 мЦ, раздвојене су у вакууму на растојању од 0,5 м. Одредити величину електричне силе која постоји између наелектрисања.
Резолуција:
Користите Кулонов закон за израчунавање величине електричне силе која делује на наелектрисања:
2) Две тачкасте честице наелектрисане идентичним електричним наелектрисањима и модулом к раздвојене су на растојању д. Затим удвостручите (2к) модул једног од оптерећења, утростручите модул другог (3к) и промените растојање између терета на једну трећину почетног растојања између њих (д / 3). Одредити однос између почетне и крајње електричне силе која постоји између наелектрисања.
Решене вежбе из Куломовог закона
1) Две наелектрисане честице са идентичним електричним набојима к, подупрте нерастегљивим жицама и занемарљивом масом, налазе се у равнотежи сила, као што је приказано на доњој слици:
Ако је м = 0,005 кг маса сваке од честица, одредите:
Подаци:
г = 10 м / с²
к0 = 9.109 Н.м² / Ц²
а) модул силе електричне одбојности која делује на оптерећења;
б) модул електричних наелектрисања честица.
Резолуција:
а) Да бисте израчунали модул електричне силе између честица, потребно је уочити следећу сличност углова, посматрајте слику:
Можемо рећи да је тангента угла θ два троугла (чије странице чине раздаљине 4 и 3 и Ф и П) једнака, и зато радимо следећи прорачун:
б) Израчунавши модул електричне силе између наелектрисања, могуће је одредити њен модул, јер су наелектрисања идентична:
Ја Рафаел Хелерброцк