Lwa Coulomb la

Nan atik ki pale de chaj elektrik ak kalite chaj elektrik yo, yo eksplike ke chaj elektrik ki sanble repouse youn lòt alòske chaj elektrik ki diferan atire youn lòt. Nan lòt mo, objè ki chaje pozitivman atire objè ki chaje negatif, objè ki chaje pozitivman repouse objè ki chaje pozitivman, epi objè ki chaje negatif repouse objè ki chaje negatif. Fenomèn sa a montre egzistans yon fòs elektrik ki aji sou objè ki chaje pozitivman ak objè ki chaje negatif. Ki faktè ki enfliyanse mayitid fòs elektrik ant objè ki chaje elektrik?

Fizisyen franse Charles Coulomb (1736–1806) te fè yon seri eksperyans nan ane 1780 yo pou envestige faktè ki enfliyanse mayitid fòs elektrik ant objè ki chaje elektrikman. Aparèy Coulomb te itilize a te sanble ak sa Cavendish te itilize pou envestige konstan gravitasyonèl la, yo rele yon balans torsyon. Coulomb te envestige fòs elektrik la, kidonk li te itilize de boul metal ki chaje elektrikman, pandan Cavendish te envestige fòs gravitasyonèl la, kidonk li te itilize de boul mas ki pa chaje elektrikman.

Kijan yon echèl koupl fonksyone  

 
Fason yon echèl koupl fonksyone gen rapò ak sijè a. koupl oswa moman fòs nan chapit la dinamik wotasyonèl.
Espas ki nan balans tòsyon an se yon vid pou anpeche chaj elektrik ki sou boul solid la transfere nan lè a. Yo detèmine kantite chaj elektrik ki sou boul solid la lè l sèvi avèk metòd sa a. Okòmansman, yo chaje boul solid A elektrikman atravè kondiksyon oswa friksyon. Yo konekte boul solid A ki te chaje elektrikman ak boul solid B ki toujou net lè l sèvi avèk yon kondiktè elektrik jiskaske chaj elektrik boul solid A divize egalman ak boul solid B. Si kantite chaj elektrik boul solid A a se ½, alò kantite chaj elektrik boul solid B a se ½. Apre sa, yo konekte boul solid B ak boul solid C ak yon kondiktè elektrik jiskaske chaj elektrik boul solid B divize egalman ak boul solid C. Si kantite chaj elektrik boul solid B a se ¼, alò kantite chaj elektrik boul solid C a se ¼. Yo jwenn kantite chaj elektrik ak kalite chaj elektrik boul solid 1 ak boul solid 2 nan fason sa a.

Esfè solid 1 ak esfè solid 2 chaje elektrikman, sa vle di de esfè solid yo repouse youn lòt si de esfè yo gen menm chaj elektrik la oubyen atire youn lòt si de esfè yo gen chaj elektrik diferan. Egzistans yon fòs atraksyon oubyen repouse ant de esfè solid ki chaje elektrikman yo lakòz esfè solid 2 a vire. Yo mezire ang deplasman esfè solid 2 a pou detèmine fòs elektrik k ap aji sou de esfè solid yo.

Faktè ki enfliyanse fòs elektrik

Baze sou eksperyans ki te fèt lè l sèvi avèk yon balans torsyon, Coulomb te dekouvri plizyè bagay.
– Nan eksperyans sa a, distans ki genyen ant de boul solid yo toujou menm. Lè kantite chaj elektrik sou boul solid 1 an se 1 epi kantite chaj elektrik sou boul solid 2 a se 1, alò fòs elektrik ki aji sou tou de boul solid yo se 1. Lè kantite chaj elektrik sou boul solid 1 an se 2 epi kantite chaj elektrik sou boul solid 2 a se 2, alò fòs elektrik ki aji sou tou de boul solid yo se 4. Coulomb te konkli ke mayitid fòs elektrik ki aji sou tou de boul solid yo pwopòsyonèl ak pwodwi kantite chaj ki sou tou de boul solid yo (F ≈ q₁ q₂).
– Nan eksperyans sa a, kantite chaj ki sou tou de boul solid yo toujou menm. Si distans ki genyen ant de boul solid yo se 1, fòs elektrik ki aji sou tou de boul solid yo se 1. Si distans ki genyen ant de boul solid yo se 2, fòs elektrik ki aji sou tou de boul solid yo se ¼. Coulomb te konkli ke mayitid fòs elektrik ki aji sou tou de boul solid yo enversman pwopòsyonèl ak kare distans lan (F ≈ 1 / r²)

Lwa Coulomb la

Lwa Coulomb la se yon lwa fizik ki eksplike relasyon ki genyen ant fòs elektrik, chaj elektrik, ak distans ki genyen ant chaj yo. Yo te fòmile lwa sa a dapre eksperyans Coulomb yo, jan yo te eksplike sa nan atik anvan an.

Lwa Coulomb la deklare ke mayitid fòs yon patikil ki chaje elektrikman egzèse sou yon lòt patikil ki chaje elektrikman se dirèkteman pwopòsyonèl ak pwodwi chaj de patikil yo epi envèsman pwopòsyonèl ak kare distans ki genyen ant yo. Fòs sa a aji sou yon liy dwat ki konekte de patikil yo. Fòs elektrik la repouse si chaj elektrik de patikil yo se menm bagay la epi fòs elektrik la atire si chaj elektrik de patikil yo diferan.

Lalwa Coulomb la ka eksprime nan ekwasyon matematik sa a:
Deskripsyon fòmil:
F₁₂ = fòs elektrik ant patikil 1 ak patikil 2
q₁ = kantite chaj patikil 1
q₂ = kantite chaj elektrik patikil 2 a
r₁₂ = distans ant patikil 1 ak patikil 2
(li: epsilon zewo) = 8,854 x 10^-12 C²/Nm²
k = (konstan Koulomb) = 9 x 10⁹ Nm²/C²
F₂₁ se fòs ki egzèse pa chaj q la₂ nan chaj q₁, pandan F₁₂ se fòs ki egzèse pa chaj q la₁ nan chaj q₂. F₂₁ ak F₁₂ repouse youn lòt lè chaj la se q₁ ak q₂ sanble epi atire youn lòt lè chaj la se q₁ ak q₂ pa menm kalite a.
F₂₁ ak F₁₂ yo gen menm valè, direksyon opoze epi yo aji sou objè diferan, kidonk de fòs sa yo se yon pè fòs aksyon-reyaksyon.