Цоуломбов закон простим речима

Код електростатике, један од основних је Куломов закон. У физици се користи за одређивање силе интеракције два набоја са фиксном тачком или растојања између њих. Ово је основни закон природе који не зависи од других закона. Тада облик стварног тела не утиче на величину сила. У овом ћемо чланку на једноставан начин описати Кулонов закон и његову примјену у пракси.

Садржај:

Прича о открићу
Вординг
Кулонова формула за диелектрични медијум
Како су снаге усмерене
Практична примена

Прича о открићу

Сх.О. Привезак је 1785. године први пут експериментално доказао интеракције описане законом. У експериментима је користио посебне торзионе ваге. Међутим, још давне 1773. године, Цавендисх је на примјеру сферног кондензатора доказао да у сфери нема електричног поља. Ово сугерише да се електростатичке силе разликују у зависности од растојања између тела. Да будем прецизнији, квадратна удаљеност. Тада његове студије нису објављене. Историјски је ово откриће добило име Цоуломб, а количина у којој се мери набој има слично име.

Вординг

Дефиниција Куломовог закона каже:У вакууму Ф интеракција два наелектрисана тела директно је пропорционална производу њихових модула и обрнуто је пропорционална квадрату растојања између њих.

Звучи кратко, али можда свима није јасно. Једноставним речима:Што су тела већа од набоја и што су ближе једно другом, то је већа и снага.

И обрнуто:Ако повећате удаљеност између набоја - сила ће постати мања.

Формула Куломовог правила изгледа овако:

Ознака слова: к је величина наелектрисања, р је удаљеност између њих, к је коефицијент, зависи од изабраног система јединица.

Јачина наелектрисања к може бити условно позитивна или условно негативна. Ова подела је веома произвољна. Када се тела додирују, она се може преносити са једног на друго. Из тога слиједи да исто тијело може имати набој различите величине и знака. Тачкасти набој је наелектрисање или тело чије су димензије много мање од растојања могуће интеракције.

Треба имати на уму да медиј у коме се налазе набоји утиче на Ф интеракцију. Будући да је скоро једнак у ваздуху и у вакууму, откриће Цоуломб-а је применљиво само на ове подлоге, ово је један од услова за примену ове врсте формуле. Као што је већ поменуто, у систему СИ јединица наелектрисања је Цоуломб, скраћено Цл. Карактерише количину електричне енергије по јединици времена. Изводи се из основних СИ јединица.

1 Ц = 1 А * 1 с

Вреди напоменути да је димензија од 1 Ц претерана. Због чињенице да се носачи међусобно одбијају, тешко их је задржати у малом тијелу, мада је струја у 1А мала ако тече у проводнику. На пример, струја од 0,5 А тече у истој лампици са жарном силом од 100 В, а у електричном грејачу већој од 10 А. Таква сила (1 Ц) је приближно једнака маси од 1 тона која делује на тело са стране земаљске кугле.

Можда сте приметили да је формула практички иста као у гравитацијској интеракцији, само ако се масе појављују у Невтоновој механици, а затим се накупљају у електростатицима.

Кулонова формула за диелектрични медијум

Коефицијент који узима у обзир вредности система СИ одређује се у Н²* м²/ Цл². То је једнако:

У многим уџбеницима овај коефицијент се може наћи у облику фракције:

Ево е₀= 8,85 * 10-12 Кл2 / Н * м2 - ово је електрична константа. За диелектриц Е је диелектрична константа медија, онда се Кулонов закон може користити за израчунавање сила интеракције наелектрисања и медијума.

С обзиром на утицај диелектрика, он има облик:

Одавде видимо да увођење диелектрика између тела смањује силу Ф.

Како су снаге усмерене

Пуњење међусобно функционирају у зависности од њихове поларности - идентични набоји се одбијају, а супротни (супротни) привлаче.

Успут, то је главна разлика од сличног закона гравитационе интеракције, где су тела увек привлачена. Силе су усмерене дуж линије повучене између њих, назване вектор полумјера. У физици, означено као р₁₂ и као вектор радијуса од првог до другог набоја и обрнуто. Силе су усмерене од центра наелектрисања до супротног набоја дуж ове линије, ако су набоји супротни, и у супротном смеру, ако су истог назива (два позитивна или два негативна). У векторском облику:

Сила примењена на прво наелектрисање са стране другог означава се са Ф_12.Онда је у векторском облику Куломов закон следећи:

Да би се одредила сила примењена на друго наелектрисање, ознака Ф₂₁ и Р₂₁.

Ако тело има сложен облик и довољно је велико да се на одређеној раздаљини не може сматрати тачком, онда је подељено на мале одсеке и сваки одсек се сматра тачком наелектрисања. После геометријског додавања свих резултирајућих вектора, добијена је сила. Атоми и молекули међусобно функционишу по истом закону.

Практична примена

Цоуломбов рад је веома важан у електростатичкој употреби, а у пракси се користи у многим проналасцима и уређајима. Упечатљив пример је громобрана. Уз његову помоћ, зграде и електричне инсталације су заштићени од невремена и тако спречавају пожар и кварове опреме. Кад на земљи пада киша са грмљавином, појави се индуковано наелектрисање велике величине, привлаче их на страну облака. Испада да се на површини земље појављује велико електрично поље. У близини врха громобрана има велику вредност, услед чега се из врха (од земље, преко громобрана до облака) запали коронски исцедак. Налог из земље привлачи супротан набој облака, према Куломбом закону. Зрак је јонизован, а електрично се поље смањује близу краја громобрана. Тако се на згради не накупљају набоји, у том случају је вероватноћа удара грома мала. Ако се догоди ударац у зграду, онда ће кроз заштиту од муње сва енергија отићи у земљу.

У озбиљним научним истраживањима користи се највећа конструкција 21. века - акцелератор честица. У њему електрично поље ради на повећању енергије честица. Узимајући у обзир ове процесе са становишта утицаја на тачку набоја групом набоја, испада да су сви односи закона валидни.

На крају, препоручујемо да погледате видео који даје детаљно објашњење Цоуломб закона: