Во статијата за електричен полнеж и видови електричен полнеж, е објаснето дека слични електрични полнежи се одбиваат, додека различните електрични полнежи се привлекуваат. Со други зборови, позитивно наелектризираните предмети привлекуваат негативно наелектризирани предмети, позитивно наелектризираните предмети ги одбиваат позитивно наелектризираните предмети, а негативно наелектризираните предмети ги одбиваат негативно наелектризираните предмети. Овој феномен покажува постоење на електрична сила што дејствува на позитивно наелектризирани и негативно наелектризирани предмети. Кои фактори влијаат на големината на електричната сила помеѓу електрично наелектризираните предмети?
Францускиот физичар Шарл Кулон (1736–1806) спроведе серија експерименти во 1780-тите за да ги истражи факторите што влијаат на големината на електричната сила помеѓу електрично наелектризираните објекти. Апаратот што го користел Кулон бил сличен на оној што го користел Кавендиш за да ја испита гравитационата константа, наречен торзиона рамнотежа. Кулон ја истражувал електричната сила, па затоа користел две електрично наелектризирани метални топчиња, додека Кавендиш ја истражувал гравитационата сила, па затоа користел две неелектрично наелектризирани топчиња со маса.
Како функционира скалата на вртежен момент
Како функционира скалата за вртежен момент е поврзана со предметот на материја вртежен момент или момент на сила во поглавје ротациона динамика.
Просторот во торзионата вала е вакуум за да се спречи пренесувањето на електричниот полнеж на цврстата топка во воздухот. Одредувањето на количината на електричен полнеж на цврстата топка се врши со помош на следниов метод. Првично, цврстата топка А се електрично наелектризира преку спроводливост или триење. Цврстата топка А која е електрично наелектризирана се поврзува со цврстата топка Б, која е сè уште неутрална, користејќи електричен спроводник сè додека електричниот полнеж на цврстата топка А не се подели рамномерно со цврстата топка Б. Ако количината на електричен полнеж на цврстата топка А е ½, тогаш количината на електричен полнеж на цврстата топка Б е ½. Потоа, цврстата топка Б и цврстата топка Ц се поврзани со електричен спроводник сè додека електричниот полнеж на цврстата топка Б не се подели рамномерно со цврстата топка C. Ако количината на електричен полнеж на цврстата топка Б е ¼, тогаш количината на електричен полнеж на цврстата топка C е ¼. Количината на електричен полнеж и видот на електричен полнеж на цврстата топка 1 и цврстата топка 2 се добиваат на овој начин.
Цврстата сфера 1 и цврстата сфера 2 се електрично наелектризирани, така што двете цврсти сфери се одбиваат едни со други ако двете сфери имаат ист електричен полнеж или се привлекуваат едни со други ако двете сфери имаат различни електрични полнежи. Постоењето на привлечна или одбивна сила помеѓу двете електрично наелектризирани цврсти сфери предизвикува цврстата сфера 2 да ротира. Аголот на движење на цврстата сфера 2 се мери за да се одреди електричната сила што дејствува на двете цврсти сфери.
Фактори што влијаат на електричната сила
Врз основа на експерименти спроведени со употреба на торзиона вага, Кулон открил неколку работи.
– Во овој експеримент, растојанието помеѓу двете цврсти топки е секогаш исто. Кога количината на електричен полнеж на цврстата топка 1 е 1, а количината на електричен полнеж на цврстата топка 2 е 1, тогаш електричната сила што дејствува на двете цврсти топки е 1. Кога количината на електричен полнеж на цврстата топка 1 е 2, а количината на електричен полнеж на цврстата топка 2 е 2, тогаш електричната сила што дејствува на двете цврсти топки е 4. Кулон заклучил дека големината на електричната сила што дејствува на двете цврсти топки е пропорционална на производот од количината на полнеж на двете цврсти топки (F ≈ q1 q2).
– Во овој експеримент, количината на полнеж на обете цврсти топки е секогаш иста. Ако растојанието помеѓу двете цврсти топки е 1, тогаш електричната сила што дејствува на обете цврсти топки е 1. Ако растојанието помеѓу двете цврсти топки е 2, тогаш електричната сила што дејствува на обете цврсти топки е ¼. Кулон заклучил дека големината на електричната сила што дејствува на обете цврсти топки е обратно пропорционална на квадратот на растојанието (F ≈ 1 / r2)
Кулонов закон
Кулоновиот закон е закон на физиката што го објаснува односот помеѓу електричната сила, електричниот полнеж и растојанието помеѓу полнежите. Овој закон е формулиран врз основа на Кулоновите експерименти, како што е објаснето во претходната статија.
Кулоновиот закон наведува дека големината на силата што ја врши една електрично наелектризирана честичка врз друга електрично наелектризирана честичка е директно пропорционална на производот од полнежите на двете честички и обратно пропорционална на квадратот од растојанието меѓу нив. Оваа сила дејствува по права линија што ги поврзува двете честички. Електричната сила е одбивна ако електричните полнежи на двете честички се исти, а електричната сила е привлечна ако електричните полнежи на двете честички се различни.
Кулоновиот закон може да се изрази во математичката равенка:
Опис на формулата:
F12 = електрична сила помеѓу честичка 1 и честичка 2
q1 = број на полнежи на честички 1
q2 = бројот на електрични полнежи на честичката 2
r12 = растојание помеѓу честичка 1 и честичка 2
(читај: епсилон нула) = 8,854 x 10-12 C2/ Nm2
k = (Кулонова константа) = 9 x 109 Nm2/C2
F21 е силата што ја врши полнежот q2 при полнење q1, додека Ф12 е силата што ја врши полнежот q1 при полнење q2. Ф.21 и Ф12 се одбиваат едни со други кога полнежот е q1 и q2 слични и се привлекуваат едни со други кога полнежот е q1 и q2 не од ист тип.
F21 и Ф12 имаат иста вредност, спротивна насока и дејствуваат на различни предмети, затоа овие две сили се пар сили на дејство и реакција.
