სტატიაში, რომელიც ეხება ელექტრული მუხტი დენ ელექტრული მუხტის ტიპები განმარტებულია, რომ მსგავსი ელექტრული მუხტები ერთმანეთს განიზიდავს, ხოლო განსხვავებული ელექტრული მუხტები ერთმანეთს. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, დადებითად დამუხტული ობიექტები იზიდავს უარყოფითად დამუხტულ ობიექტებს, დადებითად დამუხტული ობიექტები - დადებითად დამუხტული ობიექტების, ხოლო უარყოფითად დამუხტული ობიექტები - უარყოფითად დამუხტული ობიექტების. ეს ფენომენი აჩვენებს დადებითად დამუხტულ და უარყოფითად დამუხტულ ობიექტებზე მოქმედი ელექტრული ძალის არსებობას. რა ფაქტორები მოქმედებს ელექტრულად დამუხტულ ობიექტებს შორის ელექტრული ძალის სიდიდეზე?
ფრანგმა ფიზიკოსმა შარლ კულონმა (1736–1806) 1780-იან წლებში ჩაატარა ექსპერიმენტების სერია, რათა გამოეკვლია ის ფაქტორები, რომლებიც გავლენას ახდენენ ელექტრულად დამუხტულ ობიექტებს შორის ელექტრული ძალის სიდიდეზე. კულონის მიერ გამოყენებული აპარატი მსგავსი იყო იმ აპარატისა, რომელსაც კავენდიში იყენებდა გრავიტაციული მუდმივას გამოსაკვლევად, რომელსაც ბრუნვის ბალანსი ეწოდება. კულონბმა გამოიკვლია ელექტრული ძალა, ამიტომ მან გამოიყენა ორი ელექტრულად დამუხტული ლითონის ბურთულა, ხოლო კავენდიშმა გამოიკვლია გრავიტაციული ძალა, ამიტომ მან გამოიყენა მასის ორი არაელექტრულად დამუხტული ბურთულა.
როგორ მუშაობს ბრუნვის მომენტის სასწორი
ბრუნვის მომენტის შკალის მუშაობის წესი საკითხთანაა დაკავშირებული. ბრუნვის მომენტი ან ძალის მომენტი თავში ბრუნვის დინამიკა.
ბრუნვის სასწორზე სივრცე ვაკუუმია, რათა თავიდან იქნას აცილებული მყარ ბურთზე არსებული ელექტრული მუხტის ჰაერში გადატანა. მყარ ბურთზე არსებული ელექტრული მუხტის რაოდენობის განსაზღვრა ხორციელდება შემდეგი მეთოდით. თავდაპირველად, მყარი ბურთი A ელექტრულად დამუხტვა ხდება გამტარობის ან ხახუნის გზით. ელექტრულად დამუხტული მყარი ბურთი A უკავშირდება მყარ ბურთ B-ს, რომელიც ჯერ კიდევ ნეიტრალურია, ელექტრული გამტარის გამოყენებით მანამ, სანამ მყარი ბურთი A-ს ელექტრული მუხტი თანაბრად არ გაიყოფა მყარ ბურთ B-ზე. თუ მყარი ბურთი A-ს ელექტრული მუხტის რაოდენობა ½-ია, მაშინ მყარი ბურთი B-ს ელექტრული მუხტის რაოდენობა ½-ია. შემდეგ, მყარი ბურთი B და მყარი ბურთი C უკავშირდება ელექტრულ გამტარს მანამ, სანამ მყარი ბურთი B-ს ელექტრული მუხტი თანაბრად არ გაიყოფა მყარ ბურთ C-ზე. თუ მყარი ბურთი B-ს ელექტრული მუხტის რაოდენობა ¼-ია, მაშინ მყარი ბურთი C-ს ელექტრული მუხტის რაოდენობა ¼-ია. ამ გზით მიიღება მყარი ბურთი 1-ის და მყარი ბურთი 2-ის ელექტრული მუხტის რაოდენობა და ელექტრული მუხტის ტიპი.
მყარი სფერო 1 და მყარი სფერო 2 ელექტრულად დამუხტულია ისე, რომ ორი მყარი სფერო ერთმანეთს განიზიდავს, თუ ორ სფეროს ერთნაირი ელექტრული მუხტი აქვს, ან იზიდავს ერთმანეთს, თუ ორ სფეროს განსხვავებული ელექტრული მუხტი აქვს. ორ ელექტრულად დამუხტულ მყარ სფეროს შორის მიმზიდველი ან განზიდვის ძალის არსებობა იწვევს მყარი სფერო 2-ის ბრუნვას. მყარი სფერო 2-ის მოძრაობის კუთხე იზომება ორ მყარ სფეროზე მოქმედი ელექტრული ძალის დასადგენად.
ფაქტორები, რომლებიც გავლენას ახდენენ ელექტრულ ძალაზე
ბრუნვითი სასწორის გამოყენებით ჩატარებული ექსპერიმენტების საფუძველზე, კულონბმა რამდენიმე რამ აღმოაჩინა.
– ამ ექსპერიმენტში, ორ მყარ ბურთს შორის მანძილი ყოველთვის ერთნაირია. როდესაც მყარ ბურთზე 1 ელექტრული მუხტის რაოდენობაა 1, ხოლო მყარ ბურთზე 2 ელექტრული მუხტის რაოდენობაა 1, მაშინ ორივე მყარ ბურთზე მოქმედი ელექტრული ძალაა 1. როდესაც მყარ ბურთზე 1 ელექტრული მუხტის რაოდენობაა 2, ხოლო მყარ ბურთზე 2 ელექტრული მუხტის რაოდენობაა 2, მაშინ ორივე მყარ ბურთზე მოქმედი ელექტრული ძალაა 4. კულონმა დაასკვნა, რომ ორივე მყარ ბურთზე მოქმედი ელექტრული ძალის სიდიდე პროპორციულია ორივე მყარ ბურთზე მუხტის რაოდენობის ნამრავლისა (F ≈ q1 q2).
– ამ ექსპერიმენტში ორივე მყარ ბურთზე მუხტის რაოდენობა ყოველთვის ერთნაირია. თუ ორ მყარ ბურთს შორის მანძილი 1-ია, მაშინ ორივე მყარ ბურთზე მოქმედი ელექტრული ძალა 1-ია. თუ ორ მყარ ბურთს შორის მანძილი 2-ია, მაშინ ორივე მყარ ბურთზე მოქმედი ელექტრული ძალა ¼-ია. კულონმა დაასკვნა, რომ ორივე მყარ ბურთზე მოქმედი ელექტრული ძალის სიდიდე უკუპროპორციულია მანძილის კვადრატისა (F ≈ 1 / r2)
კულონის კანონი
კულონის კანონი ფიზიკის კანონია, რომელიც ხსნის ელექტრულ ძალას, ელექტრულ მუხტსა და მუხტებს შორის მანძილს შორის კავშირს. ეს კანონი ჩამოყალიბდა კულონის ექსპერიმენტების საფუძველზე, როგორც ეს წინა სტატიაში იყო ახსნილი.
კულონის კანონი ნათქვამია, რომ ელექტრულად დამუხტული ნაწილაკის მიერ სხვა ელექტრულად დამუხტულ ნაწილაკზე მოქმედი ძალის სიდიდე პირდაპირპროპორციულია ორი ნაწილაკის მუხტების ჯამის ნამრავლისა და უკუპროპორციულია ორ ელექტრულად დამუხტულ ნაწილაკს შორის მანძილის კვადრატისა. ეს ძალა მოქმედებს ორ ნაწილაკს შორის დამაკავშირებელი სწორი ხაზის გასწვრივ. ელექტრული ძალა განზიდულია, თუ ორი ნაწილაკის ელექტრული მუხტები ერთნაირია და ელექტრული ძალა მიმზიდველია, თუ ორი ნაწილაკის ელექტრული მუხტები ერთნაირი არ არის.
კულონის კანონი შეიძლება გამოიხატოს მათემატიკური განტოლების სახით:
ფორმულის აღწერა:
F12 = ელექტრული ძალა ნაწილაკ 1-სა და ნაწილაკ 2-ს შორის
q1 = ნაწილაკების მუხტების რაოდენობა 1
q2 = ნაწილაკი 2-ის ელექტრული მუხტების რაოდენობა
r12 = მანძილი ნაწილაკ 1-სა და ნაწილაკ 2-ს შორის
(წაიკითხეთ: ეპსილონი ნული) = 8,854 x 10-12 C2/ნმ2
k = (კულონის მუდმივა) = 9 x 109 Nm2/C2
F21 არის ძალა, რომელსაც მუხტი q ახდენს2 დატენვისას q1, ხოლო ფ12 არის ძალა, რომელსაც მუხტი q ახდენს1 დატენვისას q2. F21 და ფ12 ერთმანეთს მოიგერიებენ, როდესაც მუხტი q-ს ტოლია1 და ქ2 მსგავსია და ერთმანეთს იზიდავს, როდესაც მუხტი q-ს ტოლია.1 და ქ2 არა იგივე ტიპი.
F21 და ფ12 აქვთ ერთი და იგივე მნიშვნელობა, საპირისპირო მიმართულება და მოქმედებენ სხვადასხვა სხეულზე, ამიტომ ეს ორი ძალა მოქმედება-რეაქციის ძალების წყვილია.
