Coulombi seadus

Artikkel Coulombi seaduse kohta

Elektrilaengut ja elektrilaengute tüüpe käsitlevas artiklis selgitati, et sarnased laengud tõukuvad üksteist, samas kui erinevad laengud tõmbuvad üksteist. Teisisõnu, positiivselt laetud objektid tõmbavad negatiivselt laetud objekte, positiivselt laetud objektid tõukavad positiivselt laetud objekte ja negatiivselt laetud objektid tõukavad negatiivselt laetud objekte. See sündmus näitab elektriliste jõudude olemasolu, mis mõjuvad nii positiivselt kui ka negatiivselt laetud objektidele. Millised tegurid mõjutavad... elektriline jõud elektriliselt laetud esemete vahel?

Prantsuse füüsik Charles Coulomb (1736–1806) viis 1780. aastatel läbi rea katseid, et uurida tegureid, mis mõjutavad elektrilaenguga objektide vahelise elektrilise jõu suurust. Coulombi kasutatav seade sarnaneb Cavendishi gravitatsioonikonstandi uurimiseks kasutatava seadmega, mida nimetatakse torsioonkaaluks. Coulomb uuris elektrienergia jõudu, seega kasutas ta kahte elektrilaenguga metallkuuli, samas kui Cavendish uuris gravitatsioonijõudu, seega kasutas ta kahte massiga kuuli, mis ei olnud elektrilaenguga.

Elektrilist jõudu mõjutavad tegurid

Torsioonkaalu abil tehtud katsete põhjal avastas Coulomb mitu asja.

– Selles katses on kahe tahke palli vaheline kaugus alati sama. Kui tahke palli 1 elektrilaengu suurus on 1 ja tahke palli 2 elektrilaengu suurus on 1, siis on mõlemale pallile mõjuv elektriline jõud 1.

laengu suuruse korrutis ühele, Q₁, korrutatuna teise poole laengu suurusega, Q₂ (F ≈ q₁ q₂).

– Selles katses on mõlema palli laengute arv alati sama. Kui kahe palli vaheline kaugus on üks, siis mõlemale pallile mõjuv elektriline jõud on 1. Kui kahe palli vaheline kaugus on kaks, siis mõlemale pallile mõjuv elektriline jõud on ¼. Coulomb jõudis järeldusele, et mõlemale pallile mõjuva elektrilise jõu suurus on pöördvõrdeline kauguse ruuduga (F ≈ 1 / r²)

Coulombi seadus

Coulombi seadus on üks füüsikaseadustest, mis selgitab elektrienergia jõu, elektrilaengu ja elektrilaengute vahelise kauguse vahelist seost. See seadus sõnastati katsete põhjal, mille viisid läbi Coulomb nagu eelmises artiklis kirjeldatud.

Coulombi seadus ütleb, et ühe elektrilaenguga osakese poolt teisele elektrilaenguga osakesele avaldatava jõu suurus on otseselt proportsionaalne

Mõlema osakese laengute korrutis ja pöördvõrdeline kahe osakese vahelise kauguse ruuduga. See jõud toimib koos kahte osakest ühendava sirgjoonega. Sarnase laenguga osakesed tõukuvad üksteist, erineva laenguga osakesed aga tõmbuvad üksteist.

Coulombi seadust saab väljendada matemaatiliste võrranditega:

F₁₂ = elektriline jõud osakese 1 ja osakese 2 vahel

q₁ = osakese 1 elektrilaengute hulk

q₂ = osakese 2 elektrilaengute hulk

r₁₂ = osakese 1 ja osakese 2 vaheline kaugus

F₂₁ on q laengu poolt avaldatav jõud₂ süüdistusel q₁, samas kui F₁₂ on q laengu poolt avaldatav jõud₁ süüdistusel q₂. F₂₁ ja F₁₂ tõukuvad üksteist, kui q laengute tüübid₁ ja q₂ ei ole samad ja tõmbavad üksteist ligi, kui q laengute tüübid₁ ja q₂ ei ole samad.

F₂₁ ja F₁₂ on sama suurusega, vastassuunas ja toimivad erinevatel objektidel, seega on mõlemad jõud tegevus-reaktsioonjõudude paar.