Labari game da dokar Coulomb
A cikin labarin game da cajin lantarki da nau'ikan cajin lantarki, an bayyana cewa kamar caji yana korar juna yayin da sabanin caji yana jan hankalin juna. A wata ma'anar, abubuwa masu caji mai kyau suna jan hankalin abubuwa masu caji mai kyau, abubuwa masu caji mai kyau suna korar abubuwa masu caji mai kyau, kuma abubuwa masu caji mai kyau suna korar abubuwa masu caji mai kyau. Wannan lamari yana nuna wanzuwar ƙarfin lantarki da ke aiki akan abubuwa masu caji mai kyau da abubuwa masu caji mai kyau. Waɗanne abubuwa ne ke tasiri ga ƙarfin lantarki tsakanin abubuwa masu caji mai ƙarfi?
Masanin kimiyyar lissafi ɗan Faransa Charles Coulomb (1736-1806) ya gudanar da gwaje-gwaje a shekarun 1780 don bincika abubuwan da ke shafar girman ƙarfin lantarki tsakanin abubuwan da aka caji ta hanyar lantarki. Na'urar da Coulomb ya yi amfani da ita ta yi kama da na'urar da Cavendish ke amfani da ita don bincika ma'aunin nauyi, wanda ake kira ma'aunin torsion. Coulomb ya binciki ƙarfin wutar lantarki, don haka ya yi amfani da ƙwallo biyu na ƙarfe da aka caji ta hanyar lantarki, yayin da Cavendish ya binciki ƙarfin nauyi, don haka ya yi amfani da ƙwallo biyu na nauyi waɗanda ba a caji ta hanyar lantarki ba.
Abubuwan da ke shafar ƙarfin wutar lantarki
Dangane da gwaje-gwajen da aka yi ta amfani da ma'aunin juyawa, Coulomb ya gano abubuwa da dama.
– A cikin wannan gwaji, nisan da ke tsakanin ƙwallon mai ƙarfi biyu koyaushe iri ɗaya ne. Idan adadin cajin lantarki akan ƙwallon mai ƙarfi 1 shine 1, kuma adadin cajin lantarki akan ƙwallon mai ƙarfi 2 shine ɗaya, to ƙarfin wutar lantarki da ke aiki akan ƙwallon mai ƙarfi biyu shine 1.
samfurin girman cajin akan ɗaya, Q1 , ya ninka girman cajin akan ɗayan, Q2 ( F ≈ q 1 q 2 ).
– A cikin wannan gwajin, adadin cajin da ke kan ƙwallon mai ƙarfi biyu koyaushe iri ɗaya ne. Idan nisan da ke tsakanin ƙwallon mai ƙarfi biyu ɗaya ne, to ƙarfin wutar lantarki da ke aiki akan ƙwallon mai ƙarfi biyu shine 1. Idan nisan da ke tsakanin ƙwallon mai ƙarfi biyu shine biyu, to ƙarfin wutar lantarki da ke aiki akan ƙwallon mai ƙarfi biyu shine ¼. Coulomb ya kammala da cewa girman ƙarfin wutar lantarki da ke aiki akan ƙwallon mai ƙarfi biyu ya yi daidai da murabba'in nisan (F ≈ 1 / r 2 )
Dokar Coulomb
Dokar Coulomb tana ɗaya daga cikin dokokin kimiyyar lissafi waɗanda ke bayanin alaƙar da ke tsakanin ƙarfin wutar lantarki, cajin wutar lantarki da kuma nisan da ke tsakanin cajin wutar lantarki. An tsara wannan doka ne bisa ga gwaje-gwajen da Coulomb ya gudanar kamar yadda aka bayyana a cikin labarin da ya gabata.
Dokar Coulomb ta bayyana cewa girman ƙarfin da ƙwayar da aka yi wa wutar lantarki ke amfani da shi ga wani ƙwayar da aka yi wa wutar lantarki daidai gwargwado.
samfurin ninkawa, cajin ƙwayoyin cuta biyu kuma daidai gwargwado ga murabba'in nisan da ke tsakanin ƙwayoyin cuta biyu. Wannan ƙarfin yana aiki tare da layi madaidaiciya wanda ke haɗa ƙwayoyin cuta biyu. Ƙwayoyin cuta waɗanda ke da irin waɗannan cajin suna korar juna, yayin da ƙwayoyin cuta waɗanda ke da sabanin caji ke jawo hankalin juna.
Ana iya bayyana dokar Coulomb a cikin lissafin lissafi:
F 12 = ƙarfin lantarki tsakanin barbashi 1 da barbashi 2
q 1 = adadin wutar lantarki na barbashi 1
q 2 = adadin wutar lantarki na barbashi 2
r 12 = tazara tsakanin barbashi 1 da barbashi 2
F 21 shine ƙarfin da cajin q 2 ke yi akan cajin q 1 , yayin da F 12 shine ƙarfin da cajin q 1 ke yi akan cajin q 2. F 21 da F 12 suna tunkuɗa juna lokacin da nau'ikan cajin q 1 da q 2 ba iri ɗaya bane, kuma suna jan hankalin juna lokacin da nau'ikan cajin q 1 da q 2 ba iri ɗaya bane.
F 21 da F 12 suna da girma iri ɗaya, alkibla daban-daban kuma suna aiki akan abubuwa daban-daban, don haka waɗannan ƙarfin biyun ƙarfin aiki ne guda biyu.
