Straipsnis apie Kulono dėsnį
Straipsnyje apie elektros krūvį ir jo tipus aiškinama, kad panašūs krūviai vienas kitą stumia, o skirtingi krūviai traukia. Kitaip tariant, teigiamai įkrauti objektai traukia neigiamai įkrautus objektus, teigiamai įkrauti objektai stumia teigiamai įkrautus objektus, o neigiamai įkrauti objektai stumia neigiamai įkrautus objektus. Šis įvykis rodo, kad egzistuoja elektrinės jėgos, veikiančios teigiamai ir neigiamai įkrautus objektus. Kokie veiksniai turi įtakos elektrinei jėgai tarp elektra įkrautų objektų?
Prancūzų fizikas Šarlis Kulonas (1736–1806) 1780-aisiais atliko eksperimentų seriją, norėdamas ištirti veiksnius, turinčius įtakos elektros jėgos tarp elektra įkrautų objektų dydžiui. Kulono naudotas prietaisas yra panašus į Kavendišo naudotą prietaisą gravitacinei konstantai tirti, vadinamą torsijos svarstyklėmis. Kulonas tyrė elektros jėgą, todėl naudojo du elektra įkrautus metalinius rutulius, o Kavendišas tyrė gravitacijos jėgą, todėl naudojo du masės rutulius, kurie nebuvo elektra įkrauti.
Elektrinę jėgą įtakojantys veiksniai
Remdamasis eksperimentais, atliktais naudojant torsinį svarstyklę, Kulonas atrado keletą dalykų.
– Šiame eksperimente atstumas tarp dviejų kietų rutulių visada yra vienodas. Kai kieto rutulio 1 elektros krūvio dydis yra 1, o kieto rutulio 2 elektros krūvio dydis yra vienas, tai abiem kietiems rutuliams veikianti elektrinė jėga yra 1.
Vienos dalelės krūvio dydžio Q1 ir kito dalelės krūvio dydžio Q2 sandauga ( F ≈ q1 / q2 ).
– Šiame eksperimente abiejų kietų rutulių krūvių skaičius visada yra vienodas. Jei atstumas tarp dviejų kietų rutulių yra lygus vienetui, tai abu kietus rutulius veikianti elektrinė jėga yra lygi 1. Jei atstumas tarp dviejų kietų rutulių yra lygus dviem, tai abu kietus rutulius veikianti elektrinė jėga yra ¼. Kulonas padarė išvadą, kad abu kietus rutulius veikiančios elektrinės jėgos dydis yra atvirkščiai proporcingas atstumo kvadratui (F ≈ 1 / r 2 ).
Kulono dėsnis
Kulono dėsnis yra vienas iš fizikos dėsnių, paaiškinančių elektros jėgos, elektros krūvio ir atstumo tarp elektros krūvių santykį. Šis dėsnis buvo suformuluotas remiantis Kulono atliktais eksperimentais , kaip aprašyta ankstesniame straipsnyje.
Kulono dėsnis teigia, kad jėgos, kuria viena elektra įkrauta dalelė veikia kitą elektra įkrautą dalelę, dydis yra tiesiogiai proporcingas
Abiejų dalelių krūvių daugybos sandauga, atvirkščiai proporcinga atstumo tarp abiejų dalelių kvadratui. Ši jėga veikia kartu su tiesia linija, jungiančia abi daleles. Dalelės, turinčios vienodus krūvius, viena kitą stumia, o dalelės, turinčios skirtingus krūvius, viena kitą traukia.
Kulono dėsnį galima išreikšti matematinėmis lygtimis:
F12 = elektrinė jėga tarp 1 ir 2 dalelių
q² = dalelės 1 elektrinių krūvių kiekis
q² = dalelės 2 elektrinių krūvių kiekis
r12 = atstumas tarp 1 ir 2 dalelių
F 21 yra jėga, kuria q 2 krūvis veikia q 1 krūvį , o F 12 yra jėga, kuria q 1 krūvis veikia q 2 krūvį . F 21 ir F 12 stumia vienas kitą, kai q 1 ir q 2 krūvių tipai nėra vienodi, ir traukia vienas kitą, kai q 1 ir q 2 krūvių tipai nėra vienodi.
F21 ir F12 yra vienodo dydžio, priešingų krypčių ir veikia skirtingus objektus, todėl abi šios jėgos yra veiksmo-reokcijos jėgų pora.
