Artikel over de wet van Coulomb
In het artikel over elektrische lading en de soorten elektrische lading werd uitgelegd dat gelijke ladingen elkaar afstoten, terwijl tegengestelde ladingen elkaar aantrekken. Met andere woorden, positief geladen objecten trekken negatief geladen objecten aan, positief geladen objecten stoten positief geladen objecten af en negatief geladen objecten stoten negatief geladen objecten af. Dit verschijnsel toont het bestaan aan van elektrische krachten die inwerken op positief en negatief geladen objecten. Welke factoren beïnvloeden de elektrische kracht tussen elektrisch geladen objecten?
De Franse natuurkundige Charles Coulomb (1736-1806) voerde in de jaren 1780 een reeks experimenten uit om de factoren te onderzoeken die de grootte van de elektrische kracht tussen elektrisch geladen objecten beïnvloeden. Het apparaat dat Coulomb gebruikte, lijkt op een apparaat dat Cavendish gebruikte om de zwaartekrachtconstante te onderzoeken, een zogenaamde torsiebalans. Coulomb onderzocht de kracht van elektriciteit en gebruikte daarom twee elektrisch geladen metalen ballen, terwijl Cavendish de zwaartekracht onderzocht en daarom twee ballen met massa gebruikte die niet elektrisch geladen waren.
Factoren die de elektrische kracht beïnvloeden
Coulomb deed verschillende ontdekkingen op basis van experimenten met een torsiebalans.
– In dit experiment is de afstand tussen de twee massieve ballen altijd gelijk. Wanneer de elektrische lading op massieve bal 1 gelijk is aan 1 en de elektrische lading op massieve bal 2 gelijk is aan 1, dan is de elektrische kracht die op beide ballen werkt gelijk aan 1.
het product van de grootte van de lading op de ene, Q 1 , maal de grootte van de lading op de andere, Q 2 (F ≈ q 1 q 2 ).
In dit experiment is het aantal ladingen op beide massieve bollen altijd gelijk. Als de afstand tussen de twee massieve bollen één is, is de elektrische kracht die op beide bollen werkt 1. Als de afstand tussen de twee massieve bollen twee is, is de elektrische kracht die op beide bollen werkt ¼. Coulomb concludeerde dat de grootte van de elektrische kracht die op beide massieve bollen werkt omgekeerd evenredig is met het kwadraat van de afstand (F ≈ 1 / r² ).
Wet van Coulomb
De wet van Coulomb is een van de natuurkundige wetten die het verband verklaart tussen de kracht van elektriciteit, de elektrische lading en de afstand tussen elektrische ladingen. Deze wet werd geformuleerd op basis van experimenten die door Coulomb werden uitgevoerd , zoals beschreven in het vorige artikel.
De wet van Coulomb stelt dat de grootte van de kracht die een elektrisch geladen deeltje uitoefent op een ander elektrisch geladen deeltje recht evenredig is met de grootte van de kracht die het deeltje uitoefent op een ander elektrisch geladen deeltje.
De kracht is het product van de vermenigvuldiging van de ladingen van beide deeltjes en omgekeerd evenredig met het kwadraat van de afstand tussen beide deeltjes. Deze kracht werkt langs een rechte lijn die de twee deeltjes verbindt. Deeltjes met gelijke ladingen stoten elkaar af, terwijl deeltjes met ongelijke ladingen elkaar aantrekken.
De wet van Coulomb kan worden uitgedrukt in wiskundige vergelijkingen:
F 12 = elektrische kracht tussen deeltje 1 en deeltje 2
q 1 = hoeveelheid elektrische ladingen van deeltje 1
q 2 = hoeveelheid elektrische ladingen van deeltje 2
r 12 = afstand tussen deeltje 1 en deeltje 2
F 21 is de kracht die de lading q 2 uitoefent op de lading q 1 , terwijl F 12 de kracht is die de lading q 1 uitoefent op de lading q 2. F 21 en F 12 stoten elkaar af wanneer de ladingen q 1 en q 2 van verschillende typen zijn, en trekken elkaar aan wanneer de ladingen q 1 en q 2 van verschillende typen zijn.
F 21 en F 12 hebben dezelfde grootte, tegengestelde richtingen en werken op verschillende objecten, dus beide krachten vormen een paar actie-reactiekrachten.
