Lalàn'i Coulomb

Ao amin'ny lahatsoratra momba ny fiampangana herinaratra Dan karazana fiampangana herinaratra Hazavaina fa mifanilika ireo fiampangana herinaratra mitovy raha mifanilika kosa ireo fiampangana herinaratra tsy mitovy. Raha lazaina amin'ny teny hafa, ny zavatra misy fiampangana tsara dia misarika zavatra misy fiampangana ratsy, ny zavatra misy fiampangana tsara dia mandroaka zavatra misy fiampangana tsara, ary ny zavatra misy fiampangana ratsy dia mandroaka zavatra misy fiampangana ratsy. Ity trangan-javatra ity dia mampiseho ny fisian'ny hery elektrika miasa amin'ny zavatra misy fiampangana tsara sy ny zavatra misy fiampangana ratsy. Inona avy ireo anton-javatra misy fiantraikany amin'ny haben'ny hery elektrika eo amin'ny zavatra misy fiampangana elektrika?

Nanao andiana andrana tamin'ny taona 1780 i Charles Coulomb, mpahay fizika frantsay, mba handinihana ireo anton-javatra izay misy fiantraikany amin'ny haben'ny hery elektrika eo amin'ireo zavatra misy herinaratra. Mitovy amin'ilay nampiasain'i Cavendish handinihana ny tsy miovaovan'ny hery misintona, antsoina hoe fifandanjana torsion, ny fitaovana nampiasain'i Coulomb. Nanadihady ny hery elektrika i Coulomb, noho izany dia nampiasa baolina metaly misy herinaratra roa izy, raha i Cavendish kosa nanadihady ny hery misintona, noho izany dia nampiasa baolina roa tsy misy herinaratra izy.

Ny fiasan'ny mizana torque  

 
Mifandraika amin'ny lohahevitra ny fiasan'ny mizana torque torque na momenan'ny hery ao amin'ny toko dinamika fihodinana.
Afovoany ny toerana ao amin'ny mizana torsion mba hisorohana ny fifindran'ny herinaratra eo amin'ny baolina mafy ho eny amin'ny rivotra. Ny famaritana ny habetsaky ny herinaratra eo amin'ny baolina mafy dia atao amin'ny alalan'ny fomba manaraka. Voalohany, ny baolina mafy A dia atao amin'ny alalan'ny fitarihana na fifandonana. Ny baolina mafy A izay efa voatsindry herinaratra dia ampifandraisina amin'ny baolina mafy B izay mbola tsy miandany amin'ny alalan'ny mpitarika herinaratra mandra-pizara mitovy ny herinaratra ao amin'ny baolina mafy A amin'ny baolina mafy B. Raha ½ ny habetsaky ny herinaratra ao amin'ny baolina mafy A dia ½ ny habetsaky ny herinaratra ao amin'ny baolina mafy B. Manaraka izany, ny baolina mafy B sy ny baolina mafy C dia ampifandraisina amin'ny mpitarika herinaratra mandra-pizara mitovy ny herinaratra ao amin'ny baolina mafy B amin'ny baolina mafy C. Raha ¼ ny habetsaky ny herinaratra ao amin'ny baolina mafy B dia ¼ ny habetsaky ny herinaratra ao amin'ny baolina mafy C. Ny habetsaky ny herinaratra sy ny karazana herinaratra ao amin'ny baolina mafy 1 sy 2 dia azo amin'izany fomba izany.

Ny bola mafy 1 sy ny bola mafy 2 dia misy herinaratra ka mifanilika ireo bola mafy roa raha mitovy ny herinaratra ananan'ireo bola roa ireo na mifanilika raha samy hafa ny herinaratra ananan'ireo bola roa ireo. Ny fisian'ny hery manintona na mandroaka eo amin'ireo bola mafy roa misy herinaratra no mahatonga ny bola mafy 2 hihodina. Ny zoro fivezivezen'ny bola mafy 2 dia refesina mba hamaritana ny hery elektrika miasa amin'ireo bola mafy roa ireo.

Ireo anton-javatra izay misy fiantraikany amin'ny herin'ny herinaratra

Mifototra amin'ny andrana natao tamin'ny fampiasana mizana torsion, nahita zavatra maromaro i Coulomb.
– Amin'ity andrana ity, mitovy foana ny elanelana misy eo amin'ireo baolina mafy roa. Rehefa 1 ny habetsaky ny herinaratra eo amin'ny baolina mafy 1 ary 1 ny habetsaky ny herinaratra eo amin'ny baolina mafy 2 dia 1 ny hery elektrika miasa amin'ireo baolina mafy roa. Rehefa 2 ny habetsaky ny herinaratra eo amin'ny baolina mafy 1 ary 2 ny habetsaky ny herinaratra eo amin'ny baolina mafy 2 dia 4 ny hery elektrika miasa amin'ireo baolina mafy roa. Nanatsoaka hevitra i Coulomb fa ny haben'ny hery elektrika miasa amin'ireo baolina mafy roa dia mifanandrify amin'ny vokatry ny habetsaky ny herinaratra eo amin'ireo baolina mafy roa (F ≈ q₁ q₂).
– Amin'ity andrana ity, mitovy foana ny habetsaky ny fiampangana amin'ny baolina mafy roa. Raha 1 ny elanelana misy eo amin'ny baolina mafy roa dia 1 ny hery elektrika miasa amin'ny baolina mafy roa. Raha 2 ny elanelana misy eo amin'ny baolina mafy roa dia ¼ ny hery elektrika miasa amin'ny baolina mafy roa. Nanatsoaka hevitra i Coulomb fa ny haben'ny hery elektrika miasa amin'ny baolina mafy roa dia mifanandrify amin'ny efa-joron'ny elanelana (F ≈ 1 / r²)

Lalàn'i Coulomb

Ny lalàn'i Coulomb dia lalàn'ny fizika izay manazava ny fifandraisana misy eo amin'ny hery elektrika, ny fiampangana herinaratra, ary ny elanelana misy eo amin'ny fiampangana. Namboarina mifototra amin'ny andrana nataon'i Coulomb ity lalàna ity, araka ny nohazavaina tao amin'ny lahatsoratra teo aloha.

Lalàn'i Coulomb milaza fa ny haben'ny hery ampiharin'ny poti-javatra misy herinaratra amin'ny poti-javatra misy herinaratra hafa dia mifanandrify mivantana amin'ny vokatry ny fitambaran'ny fiampangana an'ireo poti-javatra roa ary mifanandrify mivadika amin'ny efamira amin'ny elanelana misy eo amin'ireo poti-javatra misy herinaratra roa. Io hery io dia miasa amin'ny tsipika mahitsy mampitohy ireo poti-javatra roa. Mandà ny hery elektrika raha mitovy ny fiampangana elektrika an'ireo poti-javatra roa ary manintona ny hery elektrika raha tsy mitovy ny fiampangana elektrika an'ireo poti-javatra roa.

Azo aseho amin'ny alalan'ny fampitoviana matematika ny lalàn'i Coulomb:
Famaritana ny raikipohy:
F₁₂ = hery elektrika eo anelanelan'ny poti 1 sy ny poti 2
q₁ = isan'ny fiampangana poti-javatra 1
q₂ = ny isan'ny fiampangana herinaratra an'ny poti 2
r₁₂ = elanelana misy eo amin'ny poti 1 sy ny poti 2
(vakio: epsilon aotra) = 8,854 x 10^-12 C²/ Nm²
k = (tsy miovaovan'i Coulomb) = 9 x 10⁹ NM²/C²
F₂₁ dia ny hery ampiharin'ny fiampangana q₂ amin'ny fiampangana q₁, raha i F kosa₁₂ dia ny hery ampiharin'ny fiampangana q₁ amin'ny fiampangana q₂. F₂₁ ary F₁₂ mifanosika rehefa q ny fiampangana₁ ary q₂ mitovy ary mifampisintona rehefa q ny fiampangana₁ ary q₂ tsy mitovy karazana.
F₂₁ ary F₁₂ mitovy sanda, mifanohitra amin'ny lalana ary miasa amin'ny zavatra samihafa, noho izany dia hery miara-miasa sy mihetsika ireo hery roa ireo.