Batas ni Coulomb sa simpleng salita
Kwento ng Pagtuklas
Sh.O. Ang palawit noong 1785 sa kauna-unahang pagkakataon ay nag-eksperimento sa mga pakikipag-ugnay na inilarawan ng batas. Sa kanyang mga eksperimento, gumamit siya ng mga espesyal na kaliskis ng torsion. Gayunpaman, noong 1773, napatunayan ito ng Cavendish, gamit ang halimbawa ng isang spherical capacitor, na walang electric field sa loob ng globo. Ipinapahiwatig nito na ang mga puwersa ng electrostatic ay nag-iiba sa distansya sa pagitan ng mga katawan. Upang maging mas tumpak, ang square square. Pagkatapos ay hindi nai-publish ang kanyang pag-aaral. Kasaysayan, ang pagtuklas na ito ay pinangalanang Coulomb, at ang dami kung saan ang pagsingil ay sinusukat ay may katulad na pangalan.
Pag-record
Ang kahulugan ng batas ng Coulomb ay nagsasaad:Sa isang vacuum Ang pakikisalamuha ng dalawang sisingilin na katawan ay direktang proporsyonal sa produkto ng kanilang mga module at inversely proporsyonal sa parisukat ng distansya sa pagitan nila.
Ito ay tunog maikli, ngunit maaaring hindi malinaw sa lahat. Sa simpleng salita:Ang mas malaki ang singil ng mga katawan at mas malapit sila sa bawat isa, mas malaki ang lakas.
At kabaligtaran:Kung nadagdagan mo ang distansya sa pagitan ng mga singil - ang lakas ay magiging mas kaunti.
Ang pormula ng patakaran ng Coulomb ay ganito ang hitsura:
Ang pagtatalaga ng mga titik: q ay ang laki ng singil, r ang distansya sa pagitan nila, k ay ang koepisyent, nakasalalay sa napiling sistema ng mga yunit.
Ang laki ng singil q ay maaaring maging positibo sa kondisyon o negatibong negatibo. Ang dibisyon na ito ay napaka-di-makatwiran. Kapag hinawakan ang mga katawan, maaari itong maipadala mula sa isa't isa. Sinusundan nito na ang parehong katawan ay maaaring magkaroon ng singil ng ibang pagkakaiba-iba at pag-sign. Ang isang point charge ay isang singil o katawan na ang mga sukat ay mas maliit kaysa sa distansya ng isang posibleng pakikipag-ugnay.
Dapat tandaan na ang daluyan kung saan matatagpuan ang mga singil ay nakakaapekto sa pakikipag-ugnay sa F. Dahil ito ay halos pantay sa hangin at sa vacuum, ang pagtuklas ng Coulomb ay naaangkop lamang sa mga media na ito, ito ay isa sa mga kondisyon para sa pag-apply ng ganitong uri ng pormula. Tulad ng nabanggit na, sa SI system ang yunit ng singil ay ang Coulomb, pinaikling Cl. Nailalarawan nito ang dami ng kuryente sa bawat yunit ng oras. Ito ay nagmula sa mga pangunahing yunit ng SI.
1 C = 1 A * 1 s
Ito ay nagkakahalaga na tandaan na ang sukat ng 1 C ay labis. Dahil sa ang katunayan na ang mga carriers ay nagtatapon sa bawat isa, mahirap na panatilihin ang mga ito sa isang maliit na katawan, kahit na ang kasalukuyang sa 1A ay maliit, kung dumadaloy ito sa isang conductor. Halimbawa, ang isang kasalukuyang ng 0.5 A ay dumadaloy sa parehong lampara ng maliwanag na 100 W, at higit sa 10 A sa isang pampainit ng koryente.Ang isang puwersa (1 C) ay humigit-kumulang na katumbas ng masa ng 1 tonong kumikilos sa katawan mula sa gilid ng mundo.
Maaaring napansin mo na ang formula ay halos kapareho ng sa pakikipag-ugnay ng gravitational, kung ang mga masa ay lilitaw sa mga mekanikong Newtonian, pagkatapos ay singil sa mga electrostatics.
Coulomb formula para sa isang dielectric medium
Ang koepisyent na isinasaalang-alang ang mga halaga ng SI system ay natutukoy sa N2* m2/ Cl2. Ito ay pantay sa:
Sa maraming mga aklat-aralin, ang koepisyentong ito ay matatagpuan sa anyo ng isang bahagi:
Dito e0= 8.85 * 10-12 Kl2 / N * m2 - ito ang electric na pare-pareho. Para sa isang dielectric, ang E ay ang dielectric na pare-pareho ng daluyan, kung gayon ang batas ng Coulomb ay maaaring magamit upang makalkula ang mga puwersa ng pakikipag-ugnay ng mga singil para sa vacuum at medium.
Dahil sa impluwensya ng dielectric, mayroon itong form:
Mula dito nakikita natin na ang pagpapakilala ng isang dielectric sa pagitan ng mga katawan ay binabawasan ang puwersa F.
Paano nakatuon ang mga puwersa
Ang mga singil ay nakikipag-ugnay sa bawat isa depende sa kanilang polaridad - ang magkaparehas na itinatakwil, at ang kabaligtaran (kabaligtaran) ay naaakit.
Sa pamamagitan ng paraan, ito ang pangunahing pagkakaiba sa magkatulad na batas ng pakikipag-ugnay ng gravitational, kung saan ang mga katawan ay palaging nakakaakit. Ang mga puwersa ay nakadirekta sa linya na iginuhit sa pagitan nila, na tinatawag na radius vector. Sa pisika, na tinukoy bilang r12 at bilang isang radius vector mula una hanggang sa pangalawang singil at kabaligtaran. Ang mga puwersa ay nakadirekta mula sa gitna ng singil hanggang sa kabaligtaran na singil kasama ang linyang ito, kung ang mga singil ay kabaligtaran, at sa kabaligtaran ng direksyon, kung pareho sila ng pangalan (dalawa positibo o dalawang negatibo). Sa form ng vector:
Ang puwersa na inilapat sa unang singil mula sa gilid ng pangalawa ay sinasabing F12. Pagkatapos sa vector form Coulomb's batas ay ang mga sumusunod:
Upang matukoy ang puwersa na inilapat sa ikalawang pagsingil, ang notasyon F21 at R21.
Kung ang katawan ay may isang kumplikadong hugis at sapat na malaki na sa isang naibigay na distansya hindi ito maaaring isaalang-alang na point, kung gayon ito ay nahahati sa maliit na mga seksyon at ang bawat seksyon ay itinuturing na isang point charge. Matapos ang pagdaragdag ng geometric ng lahat ng mga nagresultang vectors, nakuha ang nagreresultang puwersa. Ang mga atom at molekula ay nakikipag-ugnay sa bawat isa ayon sa parehong batas.
Praktikal na aplikasyon
Napakahalaga ng gawain ng Coulomb sa mga electrostatic; sa pagsasagawa, ginagamit ito sa isang bilang ng mga imbensyon at aparato. Ang isang kapansin-pansin na halimbawa ay ang rod rod. Sa tulong nito, ang mga gusali at pag-install ng elektrikal ay protektado mula sa mga bagyo, sa gayon ay maiiwasan ang pagkabigo ng sunog at kagamitan. Kapag umuulan ng isang bagyo sa mundo ang isang sapilitan na singil ng isang malaking kadahilanan ay lumilitaw, naaakit sila sa gilid ng ulap. Ito ay lumiliko na ang isang malaking patlang ng kuryente ay lumilitaw sa ibabaw ng lupa. Malapit sa dulo ng baras ng kidlat, mayroon itong malaking halaga, bilang isang resulta nito, ang isang paglabas ng corona ay pinapansin mula sa dulo (mula sa lupa, sa pamamagitan ng kidlat ng baras hanggang sa ulap). Ang singil mula sa lupa ay naaakit sa tapat na singil ng ulap, ayon sa batas ng Coulomb. Ang hangin ay na-ionize, at ang electric field ay bumababa malapit sa dulo ng kidlat ng kidlat. Kaya, ang mga singil ay hindi maipon sa gusali, kung saan maliit ang posibilidad ng isang strike ng kidlat. Kung ang isang suntok sa gusali ay nangyayari, pagkatapos ay sa pamamagitan ng proteksyon ng kidlat ang lahat ng enerhiya ay pupunta sa lupa.
Sa malubhang pananaliksik na pang-agham, ang pinakamalaking konstruksyon ng ika-21 siglo ay ginagamit - ang accelerator ng tinga. Sa loob nito, ang isang elektrikal na patlang ang gumagawa ng trabaho ng pagtaas ng enerhiya ng butil. Isinasaalang-alang ang mga prosesong ito mula sa punto ng view ng epekto sa isang point singil ng isang pangkat ng mga singil, kung gayon ang lahat ng mga relasyon ng batas ay naging balido.
Sa wakas, inirerekumenda namin ang panonood ng isang video na nagbibigay ng isang detalyadong paliwanag ng Coulomb Law:
Kapaki-pakinabang sa paksa:
Naglo-load ...
