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 ligi 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 positiivselt ja negatiivselt laetud objektidele. Millised tegurid mõjutavad elektrilist jõudu elektrilaengu objektide 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.
ühe poole laengu suuruse Q 1 ja teise poole laengu suuruse Q 2 korrutis (F ≈ q 1 q 2 ).
– 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 / r 2 ).
Coulombi seadus
Coulombi seadus on üks füüsikaseadustest, mis selgitab elektrienergia jõu, elektrilaengu ja elektrilaengute vahelise kauguse vahelist seost. See seadus sõnastati Coulombi poolt eelmises artiklis kirjeldatud katsete põhjal.
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
q² = osakese 1 elektrilaengute hulk
q² = osakese 2 elektrilaengute hulk
r12 = osakese 1 ja osakese 2 vaheline kaugus
F 21 on jõud, mida q 2 laeng avaldab q 1 laengule , samas kui F 12 on jõud, mida q 1 laeng avaldab q 2 laengule . F 21 ja F 12 tõukuvad üksteist, kui q 1 ja q 2 laengute tüübid ei ole samad, ja tõmbuvad üksteist, kui q 1 ja q 2 laengute tüübid ei ole samad.
F 21 ja F 12 on sama suurusega, vastassuunalised ja toimivad erinevatel objektidel, seega on mõlemad jõud tegevus-reaktsioonjõudude paar.
