Článek o Coulombově zákonu
V článku o elektrickém náboji a typech elektrických nábojů bylo vysvětleno, že stejné náboje se navzájem odpuzují, zatímco odlišné náboje se navzájem přitahují. Jinými slovy, kladně nabité objekty přitahují záporně nabité objekty, kladně nabité objekty odpuzují kladně nabité objekty a záporně nabité objekty odpuzují záporně nabité objekty. Tento jev ukazuje existenci elektrických sil působících na kladně nabité a záporně nabité objekty. Jaké faktory ovlivňují elektrickou sílu mezi elektricky nabitými objekty?
Francouzský fyzik Charles Coulomb (1736-1806) provedl v 80. letech 18. století sérii experimentů, aby zkoumal faktory ovlivňující velikost elektrické síly mezi elektricky nabitými objekty. Zařízení, které Coulomb používal, se podobá zařízení, které Cavendish používal ke zkoumání gravitační konstanty, nazývanému torzní váhy. Coulomb zkoumal sílu elektřiny, takže použil dvě elektricky nabité kovové koule, zatímco Cavendish zkoumal sílu gravitace, takže použil dvě koule o hmotě, které nebyly elektricky nabité.
Faktory ovlivňující elektrickou sílu
Na základě experimentů provedených s použitím torzní váhy Coulomb objevil několik věcí.
– V tomto experimentu je vzdálenost mezi dvěma kuličkami vždy stejná. Pokud je množství elektrického náboje na kouli 1 rovno 1 a množství elektrického náboje na kouli 2 je rovno 1, pak elektrická síla působící na obě kuličky je 1.
součin velikosti náboje na jednom, Q1 , krát velikosti náboje na druhém, Q2 ( F ≈ q1 q2 ).
– V tomto experimentu je počet nábojů na obou pevných koulích vždy stejný. Pokud je vzdálenost mezi dvěma pevnými kuličkami jedna, pak elektrická síla působící na obě pevné koule je 1. Pokud je vzdálenost mezi dvěma pevnými kuličkami dvě, pak elektrická síla působící na obě pevné koule je ¼. Coulomb dospěl k závěru, že velikost elektrické síly působící na obě pevné koule je nepřímo úměrná druhé mocnině vzdálenosti (F ≈ 1 / r² ).
Coulombův zákon
Coulombův zákon je jeden z fyzikálních zákonů, který vysvětluje vztah mezi silou působení elektřiny, elektrickým nábojem a vzdáleností mezi elektrickými náboji. Tento zákon byl formulován na základě experimentů provedených Coulombem , jak je popsáno v předchozím článku.
Coulombův zákon říká, že velikost síly, kterou vyvíjí jedna elektricky nabitá částice na jinou elektricky nabitou částici, je přímo úměrná
součin násobení nábojů obou částic a nepřímo úměrný druhé mocnině vzdálenosti mezi oběma částicemi. Tato síla působí podél přímky spojující obě částice. Částice, které mají stejné náboje, se navzájem odpuzují, zatímco částice s různými náboji se navzájem přitahují.
Coulombův zákon lze vyjádřit matematickými rovnicemi:
F 12 = elektrická síla mezi částicí 1 a částicí 2
q² = množství elektrických nábojů částice 1
q² = množství elektrických nábojů částice 2
r 12 = vzdálenost mezi částicí 1 a částicí 2
F²⁻¹ je síla , kterou působí náboj q² na náboj q¹ , zatímco F²⁻¹ je síla, kterou působí náboj q² na náboj q² . F²⁻¹ a F²⁻ se odpuzují, pokud typy nábojů q¹ a q² nejsou stejné, a přitahují se, pokud typy nábojů q¹ a q² nejsou stejné.
F21 a F12 mají stejnou velikost, opačné směry a působí na různá tělesa, takže obě tyto síly jsou dvojicí akčních a reakčních sil.
