Άρθρο για τον νόμο του Κουλόμπ
Στο άρθρο σχετικά με το ηλεκτρικό φορτίο και τους τύπους ηλεκτρικών φορτίων, εξηγείται ότι τα όμοια φορτία απωθούνται, ενώ τα ανόμοια φορτία έλκονται. Με άλλα λόγια, τα θετικά φορτισμένα αντικείμενα έλκουν τα αρνητικά φορτισμένα αντικείμενα, τα θετικά φορτισμένα αντικείμενα απωθούν τα θετικά φορτισμένα αντικείμενα και τα αρνητικά φορτισμένα αντικείμενα απωθούν τα αρνητικά φορτισμένα αντικείμενα. Αυτό το γεγονός δείχνει την ύπαρξη ηλεκτρικών δυνάμεων που ασκούνται σε θετικά φορτισμένα και αρνητικά φορτισμένα αντικείμενα. Ποιοι παράγοντες επηρεάζουν την ηλεκτρική δύναμη μεταξύ ηλεκτρικά φορτισμένων αντικειμένων;
Ο Γάλλος φυσικός Charles Coulomb (1736-1806) διεξήγαγε μια σειρά πειραμάτων τη δεκαετία του 1780 για να διερευνήσει τους παράγοντες που επηρεάζουν το μέγεθος της ηλεκτρικής δύναμης μεταξύ ηλεκτρικά φορτισμένων αντικειμένων. Η συσκευή που χρησιμοποίησε ο Coulomb μοιάζει με μια συσκευή που χρησιμοποίησε ο Cavendish για να διερευνήσει τη σταθερά βαρύτητας, που ονομάζεται ισορροπία στρέψης. Ο Coulomb διερεύνησε τη δύναμη του ηλεκτρισμού, οπότε χρησιμοποίησε δύο ηλεκτρικά φορτισμένες μεταλλικές σφαίρες, ενώ ο Cavendish διερεύνησε τη δύναμη της βαρύτητας, οπότε χρησιμοποίησε δύο σφαίρες μάζας που δεν ήταν ηλεκτρικά φορτισμένες.
Παράγοντες που επηρεάζουν την ηλεκτρική δύναμη
Βασιζόμενος σε πειράματα που πραγματοποιήθηκαν χρησιμοποιώντας μια ζυγαριά στρέψης, ο Κουλόμπ ανακάλυψε πολλά πράγματα.
– Σε αυτό το πείραμα, η απόσταση μεταξύ των δύο συμπαγών σφαιρών είναι πάντα η ίδια. Όταν η ποσότητα ηλεκτρικού φορτίου στη συμπαγή μπάλα 1 είναι 1 και η ποσότητα ηλεκτρικού φορτίου στη συμπαγή μπάλα 2 είναι ένα, τότε η ηλεκτρική δύναμη που ασκείται και στις δύο συμπαγείς μπάλες είναι 1.
το γινόμενο του μεγέθους του φορτίου του ενός, Q1 , επί το μέγεθος του φορτίου του άλλου, Q2 ( F ≈ q1q2 ).
– Σε αυτό το πείραμα, ο αριθμός των φορτίων και στις δύο συμπαγείς σφαίρες είναι πάντα ο ίδιος. Εάν η απόσταση μεταξύ των δύο συμπαγών σφαιρών είναι ένα, τότε η ηλεκτρική δύναμη που ασκείται και στις δύο συμπαγείς σφαίρες είναι 1. Εάν η απόσταση μεταξύ των δύο συμπαγών σφαιρών είναι δύο, τότε η ηλεκτρική δύναμη που ασκείται και στις δύο συμπαγείς σφαίρες είναι ¼. Ο Κουλόμπ κατέληξε στο συμπέρασμα ότι το μέγεθος της ηλεκτρικής δύναμης που ασκείται και στις δύο συμπαγείς σφαίρες είναι αντιστρόφως ανάλογο με το τετράγωνο της απόστασης (F ≈ 1 / r 2 )
ο νόμος του Κουλόμπ
Ο νόμος του Κουλόμπ είναι ένας από τους νόμους της φυσικής που εξηγεί τη σχέση μεταξύ της δύναμης του ηλεκτρισμού, του ηλεκτρικού φορτίου και της απόστασης μεταξύ των ηλεκτρικών φορτίων. Αυτός ο νόμος διατυπώθηκε με βάση πειράματα που διεξήγαγε ο Κουλόμπ, όπως περιγράφηκε στο προηγούμενο άρθρο.
Ο νόμος του Κουλόμπ ορίζει ότι το μέγεθος της δύναμης που ασκείται από ένα ηλεκτρικά φορτισμένο σωματίδιο σε ένα άλλο ηλεκτρικά φορτισμένο σωματίδιο είναι ευθέως ανάλογο
το γινόμενο του πολλαπλασιασμού, τα φορτία και των δύο σωματιδίων και αντιστρόφως ανάλογη με το τετράγωνο της απόστασης μεταξύ των δύο σωματιδίων. Αυτή η δύναμη λειτουργεί παράλληλα με μια ευθεία γραμμή που συνδέει τα δύο σωματίδια. Τα σωματίδια που έχουν όμοια φορτία απωθούνται, ενώ τα σωματίδια που έχουν ανόμοια φορτία έλκονται.
Ο νόμος του Κουλόμπ μπορεί να εκφραστεί με μαθηματικές εξισώσεις:
F12 = ηλεκτρική δύναμη μεταξύ σωματιδίου 1 και σωματιδίου 2
q1 = ποσότητα ηλεκτρικών φορτίων του σωματιδίου 1
q2 = ποσότητα ηλεκτρικών φορτίων του σωματιδίου 2
r 12 = απόσταση μεταξύ σωματιδίου 1 και σωματιδίου 2
Το F21 είναι η δύναμη που ασκείται από το φορτίο q2 στο φορτίο q1 , ενώ το F12 είναι η δύναμη που ασκείται από το φορτίο q1 στο φορτίο q2 . Τα F21 και F12 απωθούνται όταν οι τύποι φορτίων των q1 και q2 δεν είναι οι ίδιοι και έλκονται όταν οι τύποι φορτίων των q1 και q2 δεν είναι οι ίδιοι.
Οι δυνάμεις F21 και F12 έχουν το ίδιο μέγεθος, αντίθετες κατευθύνσεις και δρουν σε διαφορετικά αντικείμενα, επομένως και οι δύο αυτές δυνάμεις είναι ένα ζεύγος δυνάμεων δράσης-αντίδρασης.
