Undang-undang Coulomb dengan kata mudah
Kisah penemuan
Sh.O. Loket pada tahun 1785 untuk pertama kalinya secara eksperimen membuktikan interaksi yang dijelaskan oleh undang-undang. Dalam eksperimennya, dia menggunakan skala kilasan khas. Namun, pada tahun 1773, dibuktikan oleh Cavendish, menggunakan contoh kapasitor sfera, bahawa tidak ada medan elektrik di dalam sfera. Ini menunjukkan bahawa daya elektrostatik berbeza dengan jarak antara badan. Untuk lebih tepat, jarak kuasa dua. Kemudian kajiannya tidak diterbitkan. Dari segi sejarah, penemuan ini dinamai Coulomb, dan jumlah di mana cas diukur mempunyai nama yang serupa.
Penyataan
Definisi undang-undang Coulomb menyatakan:Dalam keadaan hampa F interaksi dua badan bermuatan berkadar terus dengan produk modul mereka dan berkadar sebaliknya dengan segiempat jarak di antara mereka.
Kedengarannya pendek, tetapi mungkin tidak jelas bagi semua orang. Dengan kata mudah:Semakin besar caj badan dan semakin dekat antara satu sama lain, semakin besar kekuatannya.
Dan sebaliknya:Sekiranya anda meningkatkan jarak antara cas - kekuatan akan menjadi lebih sedikit.
Rumusan peraturan Coulomb kelihatan seperti ini:
Penamaan huruf: q adalah besarnya cas, r adalah jarak di antara mereka, k adalah pekali, bergantung pada sistem unit yang dipilih.
Besarnya caj q boleh positif atau bersyarat negatif. Pembahagian ini sangat sewenang-wenangnya. Apabila badan menyentuh, ia dapat disebarkan dari satu ke yang lain. Ini menunjukkan bahawa badan yang sama boleh mempunyai muatan dan tanda yang berbeza. Cas titik adalah cas atau badan yang dimensinya jauh lebih kecil daripada jarak interaksi yang mungkin.
Perlu diingat bahawa media di mana caj berada mempengaruhi interaksi F. Oleh kerana ia hampir sama di udara dan di dalam vakum, penemuan Coulomb hanya berlaku untuk media ini, ini adalah salah satu syarat untuk menerapkan formula jenis ini. Seperti yang telah disebutkan, dalam sistem SI unit caj adalah Coulomb, disingkat Cl. Ini mencirikan jumlah elektrik per unit masa. Ia berasal dari unit asas SI.
1 C = 1 A * 1 s
Perlu diperhatikan bahawa dimensi 1 C berlebihan. Oleh kerana pembawa ditolak satu sama lain, sukar untuk menyimpannya dalam badan kecil, walaupun arus di 1A kecil, jika mengalir di konduktor. Sebagai contoh, arus 0.5 A mengalir dalam lampu pijar 100 W yang sama, dan lebih daripada 10 A mengalir dalam pemanas elektrik. Daya seperti itu (1 C) kira-kira sama dengan jisim 1 tan yang bertindak pada badan dari sisi dunia.
Anda mungkin menyedari bahawa formula itu praktis sama seperti dalam interaksi graviti, hanya jika jisim muncul dalam mekanik Newtonian, kemudian dicas dalam elektrostatik.
Formula Coulomb untuk medium dielektrik
Pekali dengan mengambil kira nilai sistem SI ditentukan dalam N2* m2/ Cl2. Ia sama dengan:
Dalam banyak buku teks, pekali ini boleh didapati dalam bentuk pecahan:
Di sini e0= 8.85 * 10-12 Kl2 / N * m2 - ini adalah pemalar elektrik. Untuk dielektrik, E adalah pemalar dielektrik medium, maka hukum Coulomb dapat digunakan untuk mengira daya interaksi cas untuk vakum dan medium.
Memandangkan pengaruh dielektrik, bentuknya:
Dari sini kita melihat bahawa pengenalan dielektrik antara badan mengurangkan daya F.
Bagaimana daya diarahkan
Caj berinteraksi antara satu sama lain bergantung pada kekutuban mereka - caj yang sama saling tolak, dan yang berlawanan (berlawanan) menarik.
Ngomong-ngomong, ini adalah perbezaan utama dari hukum interaksi graviti yang serupa, di mana badan sentiasa tertarik. Kekuatan diarahkan sepanjang garis yang ditarik di antara mereka, yang disebut vektor jejari. Dalam fizik, dilambangkan sebagai r12 dan sebagai vektor jejari dari cas pertama hingga kedua dan sebaliknya. Daya diarahkan dari pusat cas ke cas yang bertentangan di sepanjang garis ini, jika casnya bertentangan, dan ke arah yang berlawanan, jika ia sama dengan nama (dua positif atau dua negatif). Dalam bentuk vektor:
Daya yang dikenakan pada muatan pertama dari sisi kedua dilambangkan sebagai F12. Kemudian dalam bentuk vektor undang-undang Coulomb adalah seperti berikut:
Untuk menentukan daya yang dikenakan pada cas kedua, notasi F21 dan R21.
Sekiranya badan memiliki bentuk yang kompleks dan cukup besar sehingga pada jarak tertentu tidak dapat dianggap titik, maka dibahagikan kepada bahagian kecil dan setiap bahagian dianggap sebagai muatan titik. Setelah penambahan geometri semua vektor yang dihasilkan, daya yang dihasilkan diperoleh. Atom dan molekul saling berinteraksi mengikut undang-undang yang sama.
Aplikasi praktikal
Karya Coulomb sangat penting dalam elektrostatik; dalam praktiknya, ia digunakan dalam sejumlah penemuan dan peranti. Contoh yang mencolok ialah batang kilat. Dengan pertolongannya, bangunan dan pemasangan elektrik dilindungi dari ribut petir, sehingga dapat mencegah kebakaran dan kegagalan peralatan. Ketika hujan dengan ribut petir di bumi, muncul muatan berukuran besar, mereka tertarik ke sisi awan. Ternyata medan elektrik besar muncul di permukaan bumi. Berhampiran hujung batang kilat ia memiliki nilai yang besar, akibatnya, pelepasan korona dinyalakan dari ujung (dari tanah, melalui batang kilat ke awan). Tuduhan dari bumi tertarik pada muatan awan yang bertentangan, menurut undang-undang Coulomb. Udara diionisasi, dan medan elektrik menurun berhampiran hujung batang kilat. Oleh itu, caj tidak terkumpul di bangunan, dalam hal ini kebarangkalian kilat kecil. Sekiranya pukulan ke bangunan berlaku, maka melalui perlindungan kilat semua tenaga akan masuk ke tanah.
Dalam penyelidikan ilmiah yang serius, pembinaan terbesar abad ke-21 digunakan - pemecut zarah. Di dalamnya, medan elektrik melakukan kerja meningkatkan tenaga zarah. Dengan mempertimbangkan proses-proses ini dari sudut pandang kesan terhadap tuduhan titik oleh sekumpulan tuduhan, maka semua hubungan undang-undang ternyata adil.
Akhirnya, kami mengesyorkan menonton video yang memberikan penjelasan terperinci mengenai Undang-undang Coulomb:
Berguna untuk topik:
Memuat ...
