Fl-artiklu dwar ċarġ elettriku Share tipi ta' ċarġ elettriku Huwa spjegat li kargi elettriċi simili jirripellaw lil xulxin filwaqt li kargi elettriċi differenti jattiraw lil xulxin. Fi kliem ieħor, oġġetti ċċarġjati b'mod pożittiv jattiraw oġġetti ċċarġjati b'mod negattiv, oġġetti ċċarġjati b'mod pożittiv jirripellaw oġġetti ċċarġjati b'mod pożittiv, u oġġetti ċċarġjati b'mod negattiv jirripellaw oġġetti ċċarġjati b'mod negattiv. Dan il-fenomenu juri l-eżistenza ta' forza elettrika li taġixxi fuq oġġetti ċċarġjati b'mod pożittiv u oġġetti ċċarġjati b'mod negattiv. Liema fatturi jinfluwenzaw il-kobor tal-forza elettrika bejn oġġetti ċċarġjati bl-elettriku?
Il-fiżiku Franċiż Charles Coulomb (1736–1806) wettaq serje ta' esperimenti fis-snin 1780 biex jinvestiga l-fatturi li jinfluwenzaw il-kobor tal-forza elettrika bejn oġġetti ċċarġjati bl-elettriku. L-apparat użat minn Coulomb kien simili għal dak li uża Cavendish biex jinvestiga l-kostanti gravitazzjonali, imsejħa bilanċ tat-torsjoni. Coulomb investiga l-forza elettrika, għalhekk uża żewġ blalen tal-metall ċċarġjati bl-elettriku, filwaqt li Cavendish investiga l-forza gravitazzjonali, għalhekk uża żewġ blalen ta' massa mhux ċċarġjati bl-elettriku.
Kif taħdem skala tat-torque
Kif taħdem skala tat-torque hija relatata mas-suġġett torque jew mument ta' forza fil-kapitlu dinamika rotazzjonali.
L-ispazju fil-bilanċ tat-torsjoni huwa vakwu biex jipprevjeni li l-ċarġ elettriku fuq il-ballun solidu jiġi trasferit għall-arja. Id-determinazzjoni tal-ammont ta' ċarġ elettriku fuq il-ballun solidu ssir bl-użu tal-metodu li ġej. Inizjalment, il-ballun solidu A jiġi ċċarġjat bl-elettriku permezz ta' konduzzjoni jew frizzjoni. Il-ballun solidu A li ġie ċċarġjat bl-elettriku huwa konness mal-ballun solidu B li għadu newtrali bl-użu ta' konduttur elettriku sakemm il-ċarġ elettriku tal-ballun solidu A jinqasam b'mod ugwali mal-ballun solidu B. Jekk l-ammont ta' ċarġ elettriku tal-ballun solidu A huwa ½ allura l-ammont ta' ċarġ elettriku tal-ballun solidu B huwa ½. Imbagħad, il-ballun solidu B u l-ballun solidu C huma konnessi ma' konduttur elettriku sakemm il-ċarġ elettriku tal-ballun solidu B jinqasam b'mod ugwali mal-ballun solidu C. Jekk l-ammont ta' ċarġ elettriku tal-ballun solidu B huwa ¼ allura l-ammont ta' ċarġ elettriku tal-ballun solidu C huwa ¼. L-ammont ta' ċarġ elettriku u t-tip ta' ċarġ elettriku tal-ballun solidu 1 u l-ballun solidu 2 jinkisbu b'dan il-mod.
L-isfera solida 1 u l-isfera solida 2 huma ċċarġjati bl-elettriku sabiex iż-żewġ sferi solidi jirripellaw lil xulxin jekk iż-żewġ sferi jkollhom l-istess ċarġ elettriku jew jattiraw lil xulxin jekk iż-żewġ sferi jkollhom ċarġ elettriku differenti. L-eżistenza ta' forza attraenti jew repulsiva bejn iż-żewġ sferi solidi ċċarġjati bl-elettriku tikkawża li l-isfera solida 2 iddur. L-angolu tal-moviment tal-isfera solida 2 jitkejjel biex jiġi ddeterminat il-forza elettrika li taġixxi fuq iż-żewġ sferi solidi.
Fatturi li jinfluwenzaw il-forza elettrika
Abbażi ta' esperimenti mwettqa bl-użu ta' bilanċ tat-torsjoni, Coulomb skopra diversi affarijiet.
– F'dan l-esperiment, id-distanza bejn iż-żewġ blalen solidi hija dejjem l-istess. Meta l-ammont ta' ċarġ elettriku fuq ballun solidu 1 huwa 1 u l-ammont ta' ċarġ elettriku fuq ballun solidu 2 huwa 1 allura l-forza elettrika li taġixxi fuq iż-żewġ blalen solidi hija 1. Meta l-ammont ta' ċarġ elettriku fuq ballun solidu 1 huwa 2 u l-ammont ta' ċarġ elettriku fuq ballun solidu 2 huwa 2 allura l-forza elettrika li taġixxi fuq iż-żewġ blalen solidi hija 4. Coulomb ikkonkluda li l-kobor tal-forza elettrika li taġixxi fuq iż-żewġ blalen solidi huwa proporzjonali għall-prodott tal-ammont ta' ċarġ fuq iż-żewġ blalen solidi (F ≈ q1 q2).
– F'dan l-esperiment, l-ammont ta' ċarġ fuq iż-żewġ blalen solidi huwa dejjem l-istess. Jekk id-distanza bejn iż-żewġ blalen solidi hija 1 allura l-forza elettrika li taġixxi fuq iż-żewġ blalen solidi hija 1. Jekk id-distanza bejn iż-żewġ blalen solidi hija 2 allura l-forza elettrika li taġixxi fuq iż-żewġ blalen solidi hija ¼. Coulomb ikkonkluda li l-kobor tal-forza elettrika li taġixxi fuq iż-żewġ blalen solidi huwa inversament proporzjonali għall-kwadru tad-distanza (F ≈ 1 / r2)
Il-Liġi ta' Coulomb
Il-liġi ta' Coulomb hija liġi tal-fiżika li tispjega r-relazzjoni bejn il-forza elettrika, iċ-ċarġ elettriku, u d-distanza bejn iċ-ċarġijiet. Din il-liġi ġiet ifformulata abbażi tal-esperimenti ta' Coulomb, kif spjegat fl-artiklu preċedenti.
Il-Liġi ta' Coulomb jiddikjara li l-kobor tal-forza eżerċitata minn partiċella ċċarġjata bl-elettriku fuq partiċella oħra ċċarġjata bl-elettriku hija direttament proporzjonali għall-prodott tas-somma tal-kargi taż-żewġ partiċelli u inversament proporzjonali għall-kwadru tad-distanza bejn iż-żewġ partiċelli ċċarġjati bl-elettriku. Din il-forza taġixxi tul linja dritta li tgħaqqad iż-żewġ partiċelli. Il-forza elettrika hija repulsiva jekk il-kargi elettriċi taż-żewġ partiċelli huma l-istess u l-forza elettrika hija attraenti jekk il-kargi elettriċi taż-żewġ partiċelli mhumiex l-istess.
Il-liġi ta' Coulomb tista' tiġi espressa fl-ekwazzjoni matematika:
Deskrizzjoni tal-formula:
F12 = forza elettrika bejn il-partiċella 1 u l-partiċella 2
q1 = numru ta' ċċarġijiet ta' partiċelli 1
q2 = in-numru ta' ċċarġijiet elettriċi tal-partiċella 2
r12 = id-distanza bejn il-partiċella 1 u l-partiċella 2
(aqra: epsilon żero) = 8,854 x 10-12 C2/Nm2
k = (il-kostanti ta' Coulomb) = 9 x 109 Nm2/C2
F21 hija l-forza eżerċitata miċ-ċarġ q2 bi ħlas q1, filwaqt li F12 hija l-forza eżerċitata miċ-ċarġ q1 bi ħlas q2. F21 u F12 jirripellaw lil xulxin meta l-ċarġ ikun q1 u q2 simili u jattiraw lil xulxin meta l-ċarġ ikun q1 u q2 mhux l-istess tip.
F21 u F12 għandhom l-istess valur, direzzjoni opposta u jaġixxu fuq oġġetti differenti, għalhekk dawn iż-żewġ forzi huma par ta' forzi ta' azzjoni-reazzjoni.
