Lagh Coulomb

Anns an artaigil mu dheidhinn cosgais dealain dan seòrsaichean de chosgais dealain Tha e air a mhìneachadh gu bheil cosgaisean dealain coltach ri chèile a’ cur às do chèile agus gum bi cosgaisean dealain eu-coltach a’ tàladh a chèile. Ann am faclan eile, bidh nithean le cosgais dheimhinneach a’ tàladh nithean le cosgais àicheil, bidh nithean le cosgais dheimhinneach a’ cur às do nithean le cosgais dheimhinneach, agus bidh nithean le cosgais àicheil a’ cur às do nithean le cosgais àicheil. Tha an iongantas seo a’ sealltainn gu bheil feachd dealain ag obair air nithean le cosgais dheimhinneach agus nithean le cosgais àicheil. Dè na factaran a bheir buaidh air meud na feachd dealain eadar nithean le cosgais dealain?

Rinn am fiosaigiche Frangach Teàrlach Coulomb (1736–1806) sreath de dheuchainnean anns na 1780an gus sgrùdadh a dhèanamh air na factaran a bheir buaidh air meud an fheachd dealain eadar nithean le cosgais dealain. Bha an inneal a chleachd Coulomb coltach ris an fhear a chleachd Cavendish gus sgrùdadh a dhèanamh air an cunbhalach grabhataidh, ris an canar cothromachadh torsion. Rinn Coulomb sgrùdadh air an fheachd dealain, agus mar sin chleachd e dà bhàla meatailt le cosgais dealain, agus rinn Cavendish sgrùdadh air an fheachd grabhataidh, agus mar sin chleachd e dà bhàla maise gun cosgais dealain.

Mar a tha sgèile torque ag obair  

 
Tha mar a tha sgèile torque ag obair co-cheangailte ris a’ chuspair torque no mionaid feachd anns a' chaibideil daineamaigs rothlach.
Tha an t-àite anns a’ chothromachadh torsion falamh gus casg a chuir air a’ chosgais dealain air a’ bhall chruaidh bho bhith a’ gluasad dhan adhar. Cleachdar an dòigh a leanas gus meud a’ chosgais dealain air a’ bhall chruaidh a dhearbhadh. An toiseach, thèid ball cruaidh A a dhèanamh fo chosgais dealain tro ghiùlan no frith-bhualadh. Ceanglaichear ball cruaidh A, a chaidh a ghearradh gu dealain, ri ball cruaidh B a tha fhathast neodrach a’ cleachdadh giùlan dealain gus am bi cosgais dealain ball cruaidh A air a roinn gu cothromach le ball cruaidh B. Ma tha meud a’ chosgais dealain aig ball cruaidh A ½, is e ½ meud a’ chosgais dealain aig ball cruaidh B. An uairsin, ceanglaichear ball cruaidh B agus ball cruaidh C le giùlan dealain gus am bi cosgais dealain ball cruaidh B air a roinn gu cothromach le ball cruaidh C. Ma tha meud a’ chosgais dealain aig ball cruaidh B ¼, is e ¼ meud a’ chosgais dealain aig ball cruaidh C. Gheibhear meud a’ chosgais dealain agus an seòrsa cosgais dealain aig ball cruaidh 1 agus ball cruaidh 2 san dòigh seo.

Tha cruinne chruaidh 1 agus cruinne chruaidh 2 air an cosg le dealan agus mar sin bidh an dà chruinne chruaidh a’ cur às dha chèile ma tha an aon chosgais dealain aig an dà chruinne no a’ tàladh a chèile ma tha diofar chosgaisean dealain aig an dà chruinne. Bidh feachd tharraingeach no feachd-ath-chuir eadar an dà chruinne chruaidh le cosgais dealain ag adhbhrachadh gum bi cruinne chruaidh 2 a’ tionndadh. Tha ceàrn siubhail cruinne chruaidh 2 air a thomhas gus an fheachd dealain a tha ag obair air an dà chruinne chruaidh a dhearbhadh.

Factaran a bheir buaidh air feachd dealain

Stèidhichte air deuchainnean a chaidh a dhèanamh le cothromachadh torsion, lorg Coulomb grunn rudan.
– Anns an deuchainn seo, tha an t-astar eadar an dà bhàla chruaidh an-còmhnaidh mar an ceudna. Nuair a tha meud an luchd dealain air ball cruaidh 1 1 agus meud an luchd dealain air ball cruaidh 2 1, tha an fheachd dealain a tha ag obair air an dà bhàla chruaidh 1. Nuair a tha meud an luchd dealain air ball cruaidh 1 2 agus meud an luchd dealain air ball cruaidh 2 2, tha an fheachd dealain a tha ag obair air an dà bhàla chruaidh 4. Cho-dhùin Coulomb gu bheil meud an fheachd dealain a tha ag obair air an dà bhàla chruaidh co-rèireach ri toradh meud an luchd air an dà bhàla chruaidh (F ≈ q₁ q₂).
– Anns an deuchainn seo, tha an ìre cosgais air an dà bhall chruaidh an-còmhnaidh mar an ceudna. Ma tha an t-astar eadar an dà bhall chruaidh 1, tha an fheachd dealain a tha ag obair air an dà bhall chruaidh 1. Ma tha an t-astar eadar an dà bhall chruaidh 2, tha an fheachd dealain a tha ag obair air an dà bhall chruaidh ¼. Cho-dhùin Coulomb gu bheil meud na feachd dealain a tha ag obair air an dà bhall chruaidh co-rèireach gu neo-dhìreach ri ceàrnag an astair (F ≈ 1 / r²)

Lagh Coulomb

’S e lagh fiosaigs a th’ ann an lagh Coulomb a mhìnicheas an dàimh eadar feachd dealain, cosgais dealain, agus an t-astar eadar cosgaisean. Chaidh an lagh seo a chruthachadh stèidhichte air deuchainnean Coulomb, mar a chaidh a mhìneachadh san artaigil roimhe.

Lagh Coulomb ag ràdh gu bheil meud na feachd a chuireas mìrean le cosgais dealain air mìrean eile le cosgais dealain dìreach co-rèireach ri toradh suim nan cosgaisean air an dà mhìrean agus ann an co-rèir neo-dhìreach ri ceàrnag an astair eadar an dà mhìrean le cosgais dealain. Bidh an fheachd seo ag obair air loidhne dhìreach a’ ceangal an dà mhìrean. Tha an fheachd dealain a’ cur às ma tha na cosgaisean dealain air an dà mhìrean mar an ceudna agus tha an fheachd dealain tarraingeach mura h-eil na cosgaisean dealain air an dà mhìrean mar an ceudna.

Faodar lagh Coulomb a chur an cèill anns a’ cho-aontar matamataigeach:
Tuairisgeul air an fhoirmle:
F₁₂ = feachd dealain eadar mìrean 1 agus mìrean 2
q₁ = àireamh de chìsean mìrean 1
q₂ = an àireamh de chosgaisean dealain aig mìrean 2
r₁₂ = astar eadar mìrean 1 agus mìrean 2
(leugh: epsilon neoni) = 8,854 x 10^-12 C²/Nm²
k = (cunbhalachd Coulomb) = 9 x 10⁹ Nm²/C²
F₂₁ an fheachd a tha air a cur an gnìomh le cosgais q₂ aig cosgais q₁, fhad 's a tha F₁₂ an fheachd a tha air a cur an gnìomh le cosgais q₁ aig cosgais q₂. F.₂₁ agus F₁₂ a’ cur às dha chèile nuair a tha an cosgais q₁ agus q₂ coltach agus a’ tàladh a chèile nuair a tha an cosgais q₁ agus q₂ chan e an aon seòrsa.
F₂₁ agus F₁₂ tha an aon luach aca, taobh mu choinneamh agus bidh iad ag obair air diofar nithean, mar sin tha an dà fheachd seo nan paidhir fheachd gnìomh-freagairt.