કુલોમ્બના નિયમ વિશેનો લેખ
વિદ્યુત ચાર્જ અને વિદ્યુત ચાર્જના પ્રકારો વિશેના લેખમાં સમજાવવામાં આવ્યું છે કે સમાન ચાર્જ એકબીજાને ભગાડે છે જ્યારે વિપરિત ચાર્જ એકબીજાને આકર્ષે છે. બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, ધન ચાર્જવાળા પદાર્થો નકારાત્મક ચાર્જવાળા પદાર્થોને આકર્ષે છે, ધન ચાર્જવાળા પદાર્થો સકારાત્મક ચાર્જવાળા પદાર્થોને ભગાડે છે, અને ઋણ ચાર્જવાળા પદાર્થો નકારાત્મક ચાર્જવાળા પદાર્થોને ભગાડે છે. આ ઘટના ધન ચાર્જવાળા પદાર્થો અને ઋણ ચાર્જવાળા પદાર્થો પર કાર્ય કરતા વિદ્યુત બળોના અસ્તિત્વને દર્શાવે છે. વિદ્યુત ચાર્જવાળા પદાર્થો વચ્ચેના વિદ્યુત બળને કયા પરિબળો પ્રભાવિત કરે છે?
ફ્રેન્ચ ભૌતિકશાસ્ત્રી ચાર્લ્સ કુલોમ્બ (૧૭૩૬-૧૮૦૬) એ ૧૭૮૦ ના દાયકામાં વિદ્યુતભારિત પદાર્થો વચ્ચેના વિદ્યુત બળના પરિમાણને અસર કરતા પરિબળોની તપાસ કરવા માટે શ્રેણીબદ્ધ પ્રયોગો કર્યા. કુલોમ્બ દ્વારા ઉપયોગમાં લેવાતું ઉપકરણ ગુરુત્વાકર્ષણ સ્થિરાંકની તપાસ કરવા માટે કેવેન્ડિશ દ્વારા ઉપયોગમાં લેવાતા ઉપકરણ જેવું લાગે છે, જેને ટોર્સિયન સંતુલન કહેવાય છે. કુલોમ્બે વીજળીના બળની તપાસ કરી, તેથી તેમણે બે વિદ્યુતભારિત ધાતુના દડાનો ઉપયોગ કર્યો, જ્યારે કેવેન્ડિશે ગુરુત્વાકર્ષણ બળની તપાસ કરી, તેથી તેમણે દળના બે દડાનો ઉપયોગ કર્યો જે વિદ્યુતભારિત ન હતા.
વિદ્યુત બળને અસર કરતા પરિબળો
ટોર્સિયન બેલેન્સનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવેલા પ્રયોગોના આધારે, કુલોમ્બે ઘણી વસ્તુઓ શોધી કાઢી.
– આ પ્રયોગમાં, બે ઘન દડા વચ્ચેનું અંતર હંમેશા સમાન હોય છે. જ્યારે ઘન દડા 1 પર વિદ્યુત ચાર્જનું પ્રમાણ 1 હોય છે, અને ઘન દડા 2 પર વિદ્યુત ચાર્જનું પ્રમાણ 1 હોય છે, ત્યારે બંને ઘન દડા પર કાર્ય કરતું વિદ્યુત બળ 1 હોય છે.
એક પરના ચાર્જના મૂલ્ય, Q 1 , બીજા પરના ચાર્જના મૂલ્યના ગુણાકાર, Q 2 (F ≈ q 1 q 2 ).
– આ પ્રયોગમાં, બંને ઘન દડા પર વિદ્યુતભારની સંખ્યા હંમેશા સમાન હોય છે. જો બે ઘન દડા વચ્ચેનું અંતર એક હોય, તો બંને ઘન દડા પર કાર્ય કરતું વિદ્યુત બળ 1 છે. જો બે ઘન દડા વચ્ચેનું અંતર બે હોય, તો બંને ઘન દડા પર કાર્ય કરતું વિદ્યુત બળ ¼ છે. કુલોમ્બે તારણ કાઢ્યું કે બંને ઘન દડા પર કાર્ય કરતું વિદ્યુત બળનું મૂલ્ય અંતરના વર્ગના વ્યસ્ત પ્રમાણસર છે (F ≈ 1 / r 2 )
કુલોમ્બનો કાયદો
કુલોમ્બનો નિયમ ભૌતિકશાસ્ત્રના નિયમોમાંનો એક છે જે વીજળીના બળ, ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ અને ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ વચ્ચેના અંતર વચ્ચેના સંબંધને સમજાવે છે. આ નિયમ અગાઉના લેખમાં વર્ણવ્યા મુજબ કુલોમ્બ દ્વારા કરવામાં આવેલા પ્રયોગોના આધારે ઘડવામાં આવ્યો હતો.
કુલોમ્બનો નિયમ જણાવે છે કે વિદ્યુતભારિત કણ દ્વારા બીજા વિદ્યુતભારિત કણ પર લગાવવામાં આવતા બળનું મૂલ્ય સીધા પ્રમાણસર છે.
ગુણાકારનો ગુણાકાર, બંને કણોના વિદ્યુતભાર અને બંને કણો વચ્ચેના અંતરના વર્ગના વ્યસ્ત પ્રમાણસર. આ બળ બે કણોને જોડતી સીધી રેખા સાથે કાર્ય કરે છે. સમાન વિદ્યુતભાર ધરાવતા કણો એકબીજાને ભગાડે છે, જ્યારે વિદ્યુતભાર ધરાવતા કણો એકબીજાને આકર્ષે છે.
કુલોમ્બનો નિયમ ગાણિતિક સમીકરણોમાં વ્યક્ત કરી શકાય છે:
F 12 = કણ 1 અને કણ 2 વચ્ચેનું વિદ્યુત બળ
q 1 = કણ 1 ના વિદ્યુતભારનું પ્રમાણ
q 2 = કણ 2 ના વિદ્યુતભારનું પ્રમાણ
r 12 = કણ 1 અને કણ 2 વચ્ચેનું અંતર
F 21 એ q 1 ના ચાર્જ પર q 2 ના ચાર્જ દ્વારા લગાવવામાં આવતું બળ છે , જ્યારે F 12 એ q 2 ના ચાર્જ પર q 1 ના ચાર્જ દ્વારા લગાવવામાં આવતું બળ છે . F 21 અને F 12 એકબીજાને ભગાડે છે જ્યારે q 1 અને q 2 ના ચાર્જના પ્રકારો સમાન નથી, અને જ્યારે q 1 અને q 2 ના ચાર્જના પ્રકારો સમાન નથી ત્યારે એકબીજાને આકર્ષે છે.
F 21 અને F 12 સમાન તીવ્રતા ધરાવે છે, વિરુદ્ધ દિશાઓ ધરાવે છે અને વિવિધ પદાર્થો પર કાર્ય કરે છે, તેથી આ બંને બળો ક્રિયા-પ્રતિક્રિયા બળોની જોડી છે.
