Закон Кулон, определение и формула - точкови електрически заряди и тяхното взаимодействие

Между заредените тела съществува сила взаимодействие, чрез която те могат се привличат или отблъскват. Законът Кулон описвази сила и показва степента нейното действие в зависимост отзмера и форматамото тяло. Този физичен закон ще бъдезгледан взи статия.

Формула закона Кулон.

Съдържание

1 Стационарни точковикси
2 Торсионни скалирлз Кулон
3 Коефициентът пропорционалност k и електрическата константа
4 Посока Кулоновата сила и векторна формулировка
5 Къде се прилага законът Кулон практика
6 Посоката силата в закона Кулон
7 История откриването

Стационарни точковикси

Законът Кулон се прилага за неподвижни тела, чийтозмер е много по-малък отзстоянието до други обекти. Върху тези тела има точков електрически заряд. При решаването физични задачизмерите въпросните тела се пренебрегват, тъйто нямат голямо значение.

На практика точковите заряди в покой се представят по следниячин:

Точков положително зареден заряд q1.

В този случай q₁ и q₂ - положителен електрически заряди и върху тях действа силата Кулон (не е показана фигурата).змерът точковите обекти няма значение.

Забележка! Почиващите заряди семират определенозстояние един от друг, което в задачите обикновено се обозначава с буквата r. По-нататък в документа тези обвинения ще бъдатзгледани въвкуум.

Торсионни скалирлз Кулон

Този апарат,зработен от Кулон през 1777 г., спомага за извеждането зависимостта силата,речена по-късно неговото име. Използва се за изследване взаимодействието точкови заряди игнитни полюси.

Торсионните везни иматлка копринена нишка,зположена във вертикалнавнина, която висилансиран лост. В краищата лоста има точкови заряди.

Под действието външни сили лостът започва извършва хоризонтални движения. Лостът ще се движи ввнината, докато се уравновеси от еластичната сила конеца.

В процеса движение лостът се отклонява от вертикалната ос под определен ъгъл. Този ъгъл се приема за d и серича ъгъл завъртане. Познавайки стойността тозираметър, можете определите въртящия момент възникващите сили.

Прочетете също: Какво представлява електрическият ток с прости думи

Скалите усукванерлз Кулон изглеждат по следниячин:

Торсионните скалирлз Кулон.

Коефициентът пропорционалност k и електрическата константа $\varepsilon_0$

Формулата закона Кулон имараметри k - коефициент пропорционалност или $\varepsilon_0$ - електрическата константа. Електрическата константа $\varepsilon_0$ е представена в много справочници, учебници, интернет и не е необходимо се изчислява! Коефициентът пропорционалност въвкуумзата $\varepsilon_0$ може семери по добре познатата формула:

$k = \frac {1}{4\cdot \pi\cdot \varepsilon_0}$

Тук $\varepsilon_0=8.85\cdot 10^{ -12} \frac {C^2}{H\cdot m^2}$ - електрическа константа,

${\pi=3.14$ - броят пи,

$k=9{cdot 10^{9} \frac {H\cdot m^2}{C^2}$ - е коефициентът пропорционалност въвкуум.

Повече информация! Без се знаят горнитераметри, не е възможно се определи силата взаимодействие между два точкови електрически заряда.
Формулировка и формула закона Кулон

За се обобщи горното, трябва седе формална формулировка основния закон електростатиката. Това е под формата:

Силата взаимодействие два неподвижни точкови заряда въвкуум е правопропорционална произведението тези заряди и обратнопропорционална квадратазстоянието между тях. А произведението зарядите трябва се вземе модулно!

$F=k\cdot \frac {|q_1|\cdot |q_2|}{r^2}$

Взи формула q₁ и q₂- точкови заряди,зглежданите тела; r² - езстоянието ввнината между тези тела, приетото квадрат; k е коефициентът пропорционалност ( $9\cdot 10^{9} \frac {H\cdot m^2}{C^2}$ закуум).

Посоката Кулоновата сила и векторната форма формулата

За сезберепълно формулата, законът Кулон може се представи визуално:

Посока Кулоновата сила за два точкови заряда с еднаква полярност.

F_1,2- е силата взаимодействие първия заряд по отношение втория.

F_2,1- е силата взаимодействие втория заряд по отношение първия.

Същокажно правило, което трябва се вземе предвид при решаването задачи по електростатика, е, че подобните заряди се отблъскват, а подобните се привличат. Това определя положението силите взаимодействие фигурата.

Ако сезглеждат противоположни заряди, силите взаимодействие ще бъдатсочени една към друга, което представлява тяхното привличане.

Посока Кулоновата сила за два точкови заряда сзлична полярност.

Формулата основния закон електростатиката може бъде представена във векторна форма,кто следва

$\vec F_1_2=\frac {1}{4\cdot \pi\cdot \varepsilon_0}\cdot \frac {q_1\cdot q_2}{r_1_2^3}\cdot \vec r_1_2$

$\vec F_1_2$ - Силата, действаща върху точковия заряд q1, върху страната заряда q2,

${\vec r_1_2}$ - едиус-векторът, свързващ заряд q2 със заряд q1,

Прочетете също: Как сиправим електронна платка у дома?

$r=|||\vec r_1_2|$

Важно!то запишете формулата във векторна форма, силите взаимодействие два точкови електрически заряда ще трябва се проектират върху оста, за се поставят правилно знаците. Това действие е формално и често се извършва мислено, без никакви бележки.

Къде се прилага законът Кулон практика

Основният закон електростатиката ей-важното откритиерл Кулон, коетомира приложение в много области.

Трудът известния физик е използван в процеса изобретяванезлични устройства, инструменти и апарати.пример гръмоотводът.

Мълниеприемниците се използват за защита къщи и сгради от мълнии по време гръмотевични бури. Това повишава степента защита електрическото оборудване.

Мълниеприемницитеботят следния принцип: по време гръмотевична буря земята постепенно сетрупват силни индукционни заряди, които след това се пренасятгоре към облаците. Това генерира голямо електрическо поле върху земята. В близост до мълниеприемника електрическото поле става по-силно,ка че от върха устройството се запалва коронен електрически заряд.

Тогава зарядът, образуван земята, се привлича към заряда облака с противоположен знак,кто би трябвало бъде според закона Кулон. След това въздухът се подлага процес йонизация и силата електрическото поле става по-ниска в близост до края гръмоотвода. По тозичин рискът сградата бъде поразена от мълния е минимален.

Моля, обърнете внимание! Ако сграда, която е монтиран гръмоотвод, бъде ударена, няма възникне пожар и цялата енергия ще се отдели в земята.

Въз основа закона Кулон езработено устройство,речено "ускорителстици", което днес е много търсено.

Това устройство създава силно електрическо поле, което увеличава енергиятастиците, които влизат в него.

Посоката силите в закона Кулон

Както беше посочено по-горе, посоката силите взаимодействие два точкови електрически заряда зависи от тяхната полярност. Това означава, че подобни заряди с еднаква полярност се отблъскват, а зарядите с противоположна полярност се привличат.

Прочетете също: Как сиправим метален детектор със собствените си ръце, помощ зачинаещи

Силите Кулон могат серекат идиус вектор, защото тесочени по линия,чертана между тях.

В някои задачи по физикадени тела със сложна форма, които не могат се приематто точков електрически заряд, т.е.змерите им се пренебрегват. Вкъв случай въпросното тяло трябва сездели няколколкисти и всякаст се изчисли поотделно,то се приложи законът Кулон.

Векторите силите, получени чреззделянето им, се сумират съгласно правилата алгебрата и геометрията. Резултатът е резултантната сила, която е отговорът задачата. Този метод решаване често серича метод триъгълника.

Посока векторите Кулоновата сила.

История откриването правото

Взаимодействието два точкови заряда по гореописания закон е доказано за първи път през 1785 г. отрл Кулон. Физикът успява докаже истинността формулирания закон с помощта торсионни везни, чийто принцип също е представен в статията.

Кулон същока доказва, че в сферичен кондензатор няма електрически заряд.ка той стига до твърдението, че големината електростатичните сили може се променя чрез промяназстоянието между въпросните тела.

Така законът Кулон все още ей-важният закон електростатиката, въз основа койтоправени много велики открития. Взи статия е представена официалната формулировка закона и описани подробно неговите съставнисти.

Свързани статии: