Coulombs lov

Artikkel om Coulombs lov

I artikkelen om elektrisk ladning og typer elektriske ladninger forklarte vi at like ladninger frastøter hverandre, mens ulik ladning tiltrekker hverandre. Med andre ord, positivt ladede objekter tiltrekker negativt ladede objekter, positivt ladede objekter frastøter positivt ladede objekter, og negativt ladede objekter frastøter negativt ladede objekter. Denne hendelsen viser eksistensen av elektriske krefter som virker på positivt ladede objekter og negativt ladede objekter. Hvilke faktorer påvirker den elektriske kraften mellom elektrisk ladede objekter?

Den franske fysikeren Charles Coulomb (1736–1806) utførte en rekke eksperimenter på 1780-tallet for å undersøke faktorene som påvirker størrelsen på den elektriske kraften mellom elektrisk ladede objekter. Apparatet som ble brukt av Coulomb ligner et apparat som ble brukt av Cavendish for å undersøke gravitasjonskonstanten, kalt en torsjonsbalanse. Coulomb undersøkte elektrisitetskraften, så han brukte to elektrisk ladede metallkuler, mens Cavendish undersøkte tyngdekraften, så han brukte to massekuler som ikke var elektrisk ladet.

Faktorer som påvirker den elektriske kraften

Basert på eksperimenter utført med en torsjonsbalanse, oppdaget Coulomb flere ting.

– I dette eksperimentet er avstanden mellom de to solide kulene alltid den samme. Når mengden elektrisk ladning på solid kule 1 er 1, og mengden elektrisk ladning på solid kule 2 er én, er den elektriske kraften som virker på begge solide kulene 1.

produktet av størrelsen på ladningen på en, Q₁, ganger størrelsen på ladningen på den andre, Q₂ (F ≈ q₁ q₂).

– I dette eksperimentet er antallet ladninger på begge de solide kulene alltid det samme. Hvis avstanden mellom de to solide kulene er én, er den elektriske kraften som virker på begge de solide kulene 1. Hvis avstanden mellom de to solide kulene er to, er den elektriske kraften som virker på begge de solide kulene ¼. Coulomb konkluderte med at størrelsen på den elektriske kraften som virker på begge de solide kulene er omvendt proporsjonal med kvadratet av avstanden (F ≈ 1 / r²)

Coulombs lov

Coulombs lov er en av fysikklovene som forklarer forholdet mellom elektrisitetskraften, den elektriske ladningen og avstanden mellom elektriske ladninger. Denne loven ble formulert basert på eksperimenter utført av Coulomb som beskrevet i forrige artikkel.

Coulombs lov sier at størrelsen på kraften som utøves av en elektrisk ladet partikkel på en annen elektrisk ladet partikkel er direkte proporsjonal

Produktet av multiplikasjon, ladningene til begge partiklene, og omvendt proporsjonal med kvadratet av avstanden mellom de to partiklene. Denne kraften virker sammen med en rett linje som forbinder de to partiklene. Partikler som har like ladninger frastøter hverandre, mens partikler som har ulik ladning tiltrekker hverandre.

Coulombs lov kan uttrykkes i matematiske ligninger:

F₁₂ = elektrisk kraft mellom partikkel 1 og partikkel 2

q₁ = mengden elektriske ladninger i partikkel 1

q₂ = mengden elektriske ladninger i partikkel 2

r₁₂ = avstand mellom partikkel 1 og partikkel 2

F₂₁ er kraften som utøves av ladningen til q₂ på ladningen av q₁, mens F₁₂ er kraften som utøves av ladningen til q₁ på ladningen av q₂. F.₂₁ og F₁₂ frastøter hverandre når ladningstypene q₁ og q₂ er ikke like, og tiltrekker hverandre når ladningstypene q₁ og q₂ er ikke de samme.

F₂₁ og F₁₂ har samme størrelsesorden, motsatt retning og virker på forskjellige objekter, så begge disse kreftene er et par av virknings-reaksjonskrefter.