У артыкуле пра электрычны зарад Дэн віды электрычных зарадаў Тлумачыцца, што аднастайныя электрычныя зарады адштурхоўваюцца адзін ад аднаго, а разнастайныя электрычныя зарады прыцягваюцца адзін да аднаго. Іншымі словамі, станоўча зараджаныя аб'екты прыцягваюць адмоўна зараджаныя аб'екты, станоўча зараджаныя аб'екты адштурхоўваюць станоўча зараджаныя аб'екты, а адмоўна зараджаныя аб'екты адштурхоўваюць адмоўна зараджаныя аб'екты. Гэтая з'ява сведчыць аб існаванні электрычнай сілы, якая дзейнічае на станоўча зараджаныя аб'екты і адмоўна зараджаныя аб'екты. Якія фактары ўплываюць на велічыню электрычнай сілы паміж электрычна зараджанымі аб'ектамі?
Французскі фізік Шарль Кулон (1736–1806) правёў серыю эксперыментаў у 1780-х гадах, каб даследаваць фактары, якія ўплываюць на велічыню электрычнай сілы паміж электрычна зараджанымі аб'ектамі. Прыбор, які выкарыстоўваў Кулон, быў падобны да таго, які Кавендыш выкарыстоўваў для даследавання гравітацыйнай пастаяннай, і называўся круцільнымі вагамі. Кулон даследаваў электрычную сілу, таму ён выкарыстаў два электрычна зараджаныя металічныя шары, у той час як Кавендыш даследаваў гравітацыйную сілу, таму ён выкарыстаў два неэлектрычна зараджаныя шары з масай.
Як працуе шкала крутоўнага моманту
Як працуе шкала крутоўнага моманту, звязана з прадметам абмеркавання крутоўны момант або момант сілы у раздзеле ратацыйная дынаміка.
Прастора ў тарсійных вагах — гэта вакуум, каб прадухіліць пераход электрычнага зарада на цвёрдым шары ў паветра. Вызначэнне колькасці электрычнага зарада на цвёрдым шары выконваецца наступным метадам. Спачатку цвёрды шар А электрычна зараджаецца праз праводнасць або трэнне. Цвёрды шар А, які быў электрычна зараджаны, злучаецца з цвёрдым шарам В, які ўсё яшчэ нейтральны, з дапамогай электрычнага правадніка, пакуль электрычны зарад цвёрдага шара А не пароўну падзяліцца з цвёрдым шарам В. Калі велічыня электрычнага зараду цвёрдага шара А роўная ½, то велічыня электрычнага зараду цвёрдага шара В роўная ½. Затым цвёрды шар В і цвёрды шар С злучаюцца электрычным правадніком, пакуль электрычны зарад цвёрдага шара В не пароўну падзяліцца з цвёрдым шарам С. Калі велічыня электрычнага зараду цвёрдага шара В роўная ¼, то велічыня электрычнага зараду цвёрдага шара С роўная ¼. Такім чынам атрымліваюцца велічыня электрычнага зараду і тып электрычнага зараду цвёрдых шароў 1 і 2.
Цвёрдыя сферы 1 і 2 электрычна зараджаныя, таму дзве цвёрдыя сферы адштурхоўваюцца адна ад адной, калі дзве сферы маюць аднолькавы электрычны зарад, або прыцягваюцца адна да адной, калі дзве сферы маюць розныя электрычныя зарады. Існаванне сілы прыцягнення або адштурхвання паміж двума электрычна зараджанымі цвёрдымі сферамі прымушае цвёрдую сферу 2 круціцца. Вугал перамяшчэння цвёрдай сферы 2 вымяраецца для вызначэння электрычнай сілы, якая дзейнічае на дзве цвёрдыя сферы.
Фактары, якія ўплываюць на электрычную сілу
На падставе эксперыментаў, праведзеных з выкарыстаннем тарсійных вагаў, Кулон выявіў некалькі рэчаў.
– У гэтым эксперыменце адлегласць паміж двума цвёрдымі шарамі заўсёды аднолькавая. Калі велічыня электрычнага зарада на цвёрдым шары 1 роўная 1, а велічыня электрычнага зарада на цвёрдым шары 2 роўная 1, то электрычная сіла, якая дзейнічае на абодва цвёрдыя шары, роўная 1. Калі велічыня электрычнага зарада на цвёрдым шары 1 роўная 2, а велічыня электрычнага зарада на цвёрдым шары 2 роўная 2, то электрычная сіла, якая дзейнічае на абодва цвёрдыя шары, роўная 4. Кулон прыйшоў да высновы, што велічыня электрычнай сілы, якая дзейнічае на абодва цвёрдыя шары, прапарцыйная здабытку велічыні зарада на абодвух цвёрдых шарах (F ≈ q1 q2).
– У гэтым эксперыменце колькасць зарада на абодвух цвёрдых шарах заўсёды аднолькавая. Калі адлегласць паміж двума цвёрдымі шарамі роўная 1, то электрычная сіла, якая дзейнічае на абодва цвёрдыя шары, роўная 1. Калі адлегласць паміж двума цвёрдымі шарамі роўная 2, то электрычная сіла, якая дзейнічае на абодва цвёрдыя шары, роўная ¼. Кулон прыйшоў да высновы, што велічыня электрычнай сілы, якая дзейнічае на абодва цвёрдыя шары, адваротна прапарцыйная квадрату адлегласці (F ≈ 1 / r2)
Закон Кулона
Закон Кулона — гэта закон фізікі, які тлумачыць сувязь паміж электрычнай сілай, электрычным зарадам і адлегласцю паміж зарадамі. Гэты закон быў сфармуляваны на аснове эксперыментаў Кулона, як тлумачылася ў папярэднім артыкуле.
Закон Кулона сцвярджае, што велічыня сілы, якая дзейнічае паміж электрычна зараджанай часціцай і іншай электрычна зараджанай часціцай, прама прапарцыйная здабытку сумы зарадаў дзвюх часціц і адваротна прапарцыйная квадрату адлегласці паміж дзвюма электрычна зараджанымі часціцамі. Гэтая сіла дзейнічае ўздоўж прамой лініі, якая злучае дзве часціцы. Электрычная сіла адштурхоўваецца, калі электрычныя зарады дзвюх часціц аднолькавыя, і электрычная сіла прыцягаецца, калі электрычныя зарады дзвюх часціц неаднолькавыя.
Закон Кулона можна выразіць матэматычным ураўненнем:
Апісанне формулы:
F12 = электрычная сіла паміж часціцай 1 і часціцай 2
q1 = колькасць зарадаў часціц 1
q2 = колькасць электрычных зарадаў часціцы 2
r12 = адлегласць паміж часціцай 1 і часціцай 2
(чытайце: эпсілон нуль) = 8,854 x 1012- C2/Нм2
k = (пастаянная Кулона) = 9 x 109 Nm2/C2
F21 — сіла, якую дзейнічае зарад q2 пры зарадзе q1, у той час як Ф12 — сіла, якую дзейнічае зарад q1 пры зарадзе q2, F21 і Ф12 адштурхоўваюцца адзін ад аднаго, калі зарад роўны q1 і q2 падобныя і прыцягваюцца адзін да аднаго, калі зарад роўны q1 і q2 не таго ж тыпу.
F21 і Ф12 маюць аднолькавае значэнне, супрацьлеглы кірунак і дзейнічаюць на розныя аб'екты, таму гэтыя дзве сілы ўяўляюць сабой пару сіл дзеяння-супрацьдзеяння.
