Basit sözlerle Coulomb yasası
Keşif hikayesi
Sh.O. 1785'teki sarkıt, ilk kez yasanın tarif ettiği etkileşimleri deneysel olarak kanıtladı. Deneylerinde özel burulma ölçekleri kullandı. Bununla birlikte, 1773 yılında, küresel kondansatör örneği kullanılarak Cavendish tarafından, kürenin içinde elektrik alanı olmadığı kanıtlandı. Bu, elektrostatik kuvvetlerin cisimler arasındaki mesafeye göre değiştiğini gösterir. Daha kesin olmak gerekirse, kare mesafe. Sonra çalışmaları yayınlanmadı. Tarihsel olarak, bu keşfin adı Coulomb'dur ve yükün ölçüldüğü miktar benzer bir isme sahiptir.
üslup
Coulomb yasasının tanımı:Vakumda İki yüklü gövdenin F etkileşimi, modüllerinin ürünüyle doğru orantılıdır ve aralarındaki mesafenin karesiyle ters orantılıdır.
Kulağa kısa geliyor, ancak herkes için net olmayabilir. Basit bir ifadeyle:Vücutların yükü ne kadar büyük olursa ve birbirlerine ne kadar yakın olurlarsa, güç o kadar büyük olur.
Ve tam tersi:Yükler arasındaki mesafeyi arttırırsanız - kuvvet daha az olacaktır.
Coulomb kuralının formülü şöyle görünür:
Harflerin tanımlanması: q yükün büyüklüğü, r aralarındaki mesafe, k katsayısı, seçilen birim sistemine bağlıdır.
Yük q'nun büyüklüğü şartlı olarak pozitif veya şartlı olarak negatif olabilir. Bu bölünme çok keyfi. Bedenler dokunduğunda, birinden diğerine bulaşabilir. Aynı bedenin farklı büyüklük ve işarette bir yüke sahip olabileceği sonucuna varılır. Bir nokta yükü, boyutları olası bir etkileşimin mesafesinden çok daha küçük olan bir yük veya gövdedir.
Yüklerin bulunduğu ortamın F etkileşimini etkilediği unutulmamalıdır. Havada ve vakumda neredeyse eşit olduğu için, Coulomb'un keşfi sadece bu ortamlar için geçerlidir, bu tür bir formülü uygulamak için koşullardan biridir. Daha önce de belirtildiği gibi, SI sisteminde yük birimi Coulomb, Cl kısaltılmış halidir. Birim zaman başına elektrik miktarını karakterize eder. Temel SI birimlerinden türetilir.
1 C = 1 A * 1 sn
1 C boyutunun aşırı olduğunu belirtmek gerekir. Taşıyıcıların birbirini itmesi nedeniyle, iletkende akıyorsa, 1A'daki akım küçük olmasına rağmen, onları küçük bir gövdede tutmak zordur. Örneğin, 0,5 A'lık bir akım aynı 100 W akkor lambada ve 10 A'dan fazla bir elektrikli ısıtıcıda akar.Bu tür bir kuvvet (1 C) yaklaşık olarak vücudun dünyanın yanından etki eden 1 tonluk kütleye eşittir.
Formülün yerçekimi etkileşimi ile hemen hemen aynı olduğunu fark etmiş olabilirsiniz, ancak Newton mekaniğinde kütleler görülürse, elektrostatik yüklenir.
Dielektrik ortam için Coulomb formülü
SI sisteminin değerleri dikkate alınarak katsayı N'de belirlenir.2* m2/ Cl2. Şuna eşittir:
Birçok ders kitabında, bu katsayı bir kesir şeklinde bulunabilir:
İşte e0= 8.85 * 10-12 Kl2 / N * m2 - bu elektrik sabiti. Bir dielektrik için E, ortamın dielektrik sabiti, daha sonra Coulomb yasası, vakum ve ortam için yüklerin etkileşim kuvvetlerini hesaplamak için kullanılabilir.
Dielektrik etkisi göz önüne alındığında, şu şekle sahiptir:
Buradan, bedenler arasına bir dielektrik sokmanın F kuvvetini azalttığını görüyoruz.
Kuvvetler nasıl yönlendirilir
Yükler, kutuplarına bağlı olarak birbirleriyle etkileşime girer - özdeş yükler birbirini iter ve zıt (zıt) çeker.
Bu arada, bu, vücutların her zaman çekildiği benzer yerçekimi etkileşimi yasasından ana farktır. Kuvvetler, yarıçap vektörü olarak adlandırılan aralarında çizilen çizgi boyunca yönlendirilir. Fizikte, r ile gösterilir12 ve birinci yükten ikinci yüke yarıçap vektörü olarak veya tam tersi. Kuvvetler, yükün zıt olması durumunda, yükün merkezinden bu çizgi boyunca zıt yüke ve eğer aynı isimde ise (iki pozitif veya iki negatif) ters yöne yönlendirilir. Vektör formunda:
İlk yüke ikincisinin yanından uygulanan kuvvet F olarak ifade edilir.12. Sonra vektör formunda Coulomb yasası aşağıdaki gibidir:
İkinci yüke uygulanan kuvveti belirlemek için F notasyonu21 ve R21.
Vücudun karmaşık bir şekli varsa ve belirli bir mesafede nokta kabul edilemeyecek kadar büyükse, o zaman küçük bölümlere ayrılır ve her bölüm bir nokta yükü olarak kabul edilir. Elde edilen tüm vektörlerin geometrik olarak eklenmesinden sonra, elde edilen kuvvet elde edilir. Atomlar ve moleküller aynı yasaya göre birbirleriyle etkileşime girerler.
Pratik uygulama
Coulomb'un çalışması elektrostatikte çok önemlidir; pratikte bir takım buluşlarda ve cihazlarda kullanılır. Çarpıcı bir örnek paratonerdir. Yardımı ile binalar ve elektrik tesisatları fırtınalardan korunarak yangın ve ekipman arızasını önler. Yeryüzünde bir fırtına ile yağmur yağdığında, büyük bir büyüklükte indüklenmiş bir yük ortaya çıkar, bulutun yanına çekilirler. Dünyanın yüzeyinde büyük bir elektrik alanının ortaya çıktığı ortaya çıktı. Paratoner ucunun yakınında büyük bir değere sahiptir, bunun bir sonucu olarak, bir korona deşarjı uçtan (yerden, paratonerden buluta) tutuşturulur. Coulomb yasasına göre yeryüzünden gelen yük bulutun ters yüküne çekilir. Hava iyonize olur ve paratoner paratonerin ucuna yakın bir yerde azalır. Böylece, binada ücretler birikmez, bu durumda yıldırım düşmesi olasılığı azdır. Binaya bir darbe olursa, yıldırımdan korunma yoluyla tüm enerji toprağa gidecektir.
Ciddi bilimsel araştırmalarda, 21. yüzyılın en büyük inşaatı kullanılır - parçacık hızlandırıcı. İçinde, bir elektrik alanı parçacık enerjisini artırma işini yapar. Bu süreçleri bir grup suçlamanın bir nokta yükü üzerindeki etkisi açısından değerlendirdiğimizde, yasanın tüm ilişkileri geçerlidir.
Son olarak, Coulomb Yasasının ayrıntılı bir açıklamasını sunan bir video izlemenizi öneririz:
Bu konuda faydalı:
Yükleniyor...
