Kako je ustanovljen Coulombov zakon? Coulombov zakon i njegova primjena u elektrotehnici

Stranica 56

COULLOMBOV ZAKON (učila za 10. razred, str. 354-362)

Osnovni zakon elektrostatike. Pojam točkastog nabijenog tijela.

Mjerenje sile međudjelovanja između naboja pomoću torzijske vage. Coulombovi pokusi

Definicija točkastog naboja

Coulombov zakon. Formulacija i formula

Coulombova sila

Definicija jedinice naboja

Koeficijent u Coulombovom zakonu

Usporedba elektrostatskih i gravitacijskih sila u atomu

Ravnoteža statičkog naboja i njegovo fizičko značenje (na primjeru tri naboja)

Osnovni zakon elektrostatike je zakon međudjelovanja dva stacionarna točkasta nabijena tijela.

Postavio ju je Charles Augustin Coulon 1785. godine i nosi njegovo ime.

U prirodi točkasta nabijena tijela ne postoje, ali ako je udaljenost između tijela višestruko veća od njihove veličine, tada niti oblik niti veličina nabijenih tijela ne utječu bitno na međudjelovanja među njima. U tom slučaju se ta tijela mogu smatrati točkastim tijelima.

Jakost međudjelovanja između nabijenih tijela ovisi o svojstvima medija između njih. Iskustvo pokazuje da zrak vrlo malo utječe na snagu te interakcije i ona se pokazuje gotovo jednako kao u vakuumu.

Coulombov eksperiment

Prve rezultate o mjerenju sile međudjelovanja između naboja dobio je 1785. godine francuski znanstvenik Charles Augustin Coulomb.

Za mjerenje sile korištena je torzijska vaga.

Mala, tanka, nenabijena zlatna kugla na jednom kraju izolacijske grede, obješena na elastičnu srebrnu nit, bila je uravnotežena na drugom kraju klackalice pomoću papirnatog diska.

Okretanjem klackalice dolazila je u dodir s istom nepokretnom nabijenom kuglom, uslijed čega se njezin naboj ravnomjerno dijelio između kuglica.

Promjer kuglica odabran je puno manji od udaljenosti između njih kako bi se isključio utjecaj veličine i oblika nabijenih tijela na rezultate mjerenja.

Točkasti naboj je nabijeno tijelo čija je veličina puno manja od udaljenosti njegovog mogućeg djelovanja na druga tijela.

Kuglice s istim nabojem počele su se međusobno odbijati, uvijajući nit. Kut rotacije bio je proporcionalan sili koja je djelovala na pokretnu kuglu.

Udaljenost između kuglica izmjerena je pomoću posebne kalibracijske ljestvice.

Ispraznivši sferu 1 nakon mjerenja sile i ponovno je spojivši sa stacionarnom sferom, Coulomb je smanjio naboj na sferama koje međusobno djeluju za 2,4,8, itd. jednom,

Coulombov zakon:

Sila međudjelovanja između dva stacionarna točkasta naboja smještena u vakuumu izravno je proporcionalna umnošku modula naboja i obrnuto proporcionalna kvadratu udaljenosti između njih, a usmjerena je duž ravne crte koja povezuje naboje.

k – koeficijent proporcionalnosti, ovisno o izboru sustava jedinica.

Silu F12 nazivam Coulombovom silom

Coulombova sila je centralna, tj. usmjeren duž pravca koji povezuje centre naboja.

U SI jedinica naboja nije temeljna, već izvedena, a određuje se pomoću ampera, osnovne jedinice SI.

Kulon je električni naboj koji prolazi poprečni presjek vodič sa strujom od 1 A za 1 s

U SI, koeficijent proporcionalnosti u Coulombovom zakonu za vakuum je:

k = 9*109 Nm2/Cl2

Koeficijent se često piše kao:

e0 = 8,85*10-12 C2/(Nm2) – električna konstanta

Coulombov zakon je zapisan u obliku:

Ako se točkasti naboj stavi u medij s relativnom dielektričnom konstantom e koja nije vakuum, Coulombova sila smanjit će se za e puta.

Za bilo koji medij osim vakuuma e > 1

Prema Coulombovom zakonu, dva točkasta naboja od po 1 C, na udaljenosti od 1 m u vakuumu, djeluju silom

Iz ove procjene jasno je da je naboj od 1 kulona vrlo velika vrijednost.

U praksi se koriste podvišestruke jedinice - µC (10-6), mC (10-3)

1 C sadrži 6*1018 naboja elektrona.

Na primjeru sila međudjelovanja između elektrona i protona u jezgri može se pokazati da je elektrostatska sila međudjelovanja između čestica približno 39 redova veličine veća od gravitacijske sile. Međutim, elektrostatske sile međudjelovanja makroskopskih tijela (općenito električki neutralnih) određene su samo vrlo malim viškom naboja koji se nalaze na njima, pa stoga nisu velike u usporedbi s gravitacijskim silama, koje ovise o masi tijela.

Je li moguća ravnoteža statičkih naboja?

Promotrimo sustav dvaju pozitivnih točkastih naboja q1 i q2.

Pronaći ćemo u kojoj točki treba postaviti treći naboj da bude u ravnoteži, a također ćemo odrediti veličinu i predznak tog naboja.

Statička ravnoteža nastaje kada je geometrijski (vektorski) zbroj sila koje djeluju na tijelo jednak nuli.

Točka u kojoj se sile koje djeluju na treći naboj q3 mogu međusobno poništiti nalazi se na ravnoj liniji između naboja.

U tom slučaju naboj q3 može biti pozitivan ili negativan. U prvom slučaju kompenziraju se odbojne sile, u drugom - privlačne sile.

Uzimajući u obzir Coulombov zakon, statička ravnoteža naboja bit će u slučaju:

Ravnoteža naboja q3 ne ovisi ni o njegovoj veličini ni o predznaku naboja.

Pri promjeni naboja q3 jednako se mijenjaju i privlačne sile (q3 pozitivne) i odbojne sile (q3 negativne).

Odlučivši se kvadratna jednadžba u odnosu na x, može se pokazati da će naboj bilo kojeg predznaka i veličine biti u ravnoteži u točki na udaljenosti x1 od naboja q1:

Saznajmo hoće li položaj trećeg naboja biti stabilan ili nestabilan.

(U stabilnoj ravnoteži tijelo izbačeno iz ravnotežnog položaja vraća se u njega; u nestabilnoj ravnoteži ono se od njega udaljava)

S horizontalnim pomakom, odbojne sile F31, F32 mijenjaju se zbog promjena udaljenosti između naboja, vraćajući naboj u ravnotežni položaj.

S horizontalnim pomakom, ravnoteža naboja q3 je stabilna.

S okomitim pomakom, rezultanta F31, F32 gura q3

Idi na stranicu:

Najčešća pitanja

Da li je moguće izraditi pečat na ispravu prema priloženom uzorku? Odgovor Da, moguće je. Pošaljite skeniranu kopiju ili fotografiju na našu e-mail adresu dobra kvaliteta, a mi ćemo izraditi potreban duplikat.

Koje vrste plaćanja prihvaćate? Odgovor Dokument možete platiti po primitku od strane kurira, nakon provjere ispravnosti popunjavanja i kvalitete izrade diplome. To se također može učiniti u uredu poštanskih tvrtki koje nude usluge plaćanja pouzećem.
Svi uvjeti dostave i plaćanja dokumenata opisani su u odjeljku „Plaćanje i dostava“. Također smo spremni saslušati vaše prijedloge vezane uz uvjete dostave i plaćanja dokumenta.

Mogu li biti siguran da nakon narudžbe nećete nestati s mojim novcem? Odgovor Imamo dosta dugo iskustvo u području izrade diploma. Imamo nekoliko web stranica koje se stalno ažuriraju. Naši stručnjaci rade u različitim dijelovima zemlje, izrađujući više od 10 dokumenata dnevno. Tijekom godina naši su dokumenti pomogli mnogim ljudima da riješe probleme pri zapošljavanju ili pređu na bolje plaćena radna mjesta. Stekli smo povjerenje i priznanje među klijentima, tako da nema apsolutno nikakvog razloga da to činimo. Štoviše, to je jednostavno fizički nemoguće učiniti: narudžbu plaćate čim je primite u ruke, nema plaćanja unaprijed.

Mogu li naručiti diplomu bilo kojeg fakulteta? Odgovor Općenito, da. Na ovom polju radimo skoro 12 godina. Tijekom tog vremena formirana je gotovo potpuna baza dokumenata izdanih na gotovo svim sveučilištima u zemlji i za različite godine izdavanja. Sve što trebate je odabrati sveučilište, specijalnost, dokument i ispuniti narudžbenicu.

Što učiniti ako pronađete tipfelere i pogreške u dokumentu? Odgovor Prilikom primanja dokumenta od naše kurirske ili poštanske tvrtke, preporučujemo da pažljivo provjerite sve detalje. Ukoliko se pronađe tipfeler, pogreška ili netočnost, imate pravo ne preuzeti diplomu, ali uočene nedostatke morate osobno naznačiti kuriru ili pismeno slanjem pisma na elektronička pošta.
U čim prije Ispravit ćemo dokument i ponovno ga poslati na navedenu adresu. Naravno, dostavu će platiti naša tvrtka.
Kako bismo izbjegli takve nesporazume, prije ispunjavanja izvornog obrasca kupcu e-poštom šaljemo mock-up budućeg dokumenta na provjeru i odobrenje konačne verzije. Prije slanja dokumenta kurirskom službom ili poštom, također snimamo dodatne fotografije i videozapise (uključujući ultraljubičasto svjetlo) kako biste imali jasnu predodžbu o tome što ćete na kraju dobiti.

Što trebam učiniti da naručim diplomu od vaše tvrtke? Odgovor Za naručivanje dokumenta (svjedodžba, diploma, akademska svjedodžba i sl.) morate ispuniti online narudžbenicu na našoj web stranici ili dati svoj email kako bismo vam mogli poslati prijavnicu koju trebate ispuniti i poslati natrag nama.
Ako ne znate što navesti u bilo kojem polju narudžbenice/upitnika, ostavite ga prazna. Stoga ćemo sve informacije koje nedostaju razjasniti putem telefona.

Najnovije recenzije

Valentina:

Spasili ste našeg sina od otkaza! Činjenica je da je moj sin nakon odustajanja od fakulteta otišao u vojsku. A kad se vratio, nije se htio oporaviti. Radio bez diplome. Ali nedavno su počeli otpuštati sve koji nemaju "koru". Zato smo odlučili da Vam se obratimo i nismo požalili! Sada mirno radi i ničega se ne boji! Hvala vam!

Kao i pojam gravitacijske mase tijela u Newtonovoj mehanici, pojam naboja u elektrodinamici je primarni, osnovni pojam.

Električno punjenje je fizikalna veličina koja karakterizira svojstvo čestica ili tijela da stupaju u interakcije elektromagnetskih sila.

Električni naboj obično se označava slovima q ili Q.

Ukupnost svih poznatih eksperimentalnih činjenica omogućuje nam da izvučemo sljedeće zaključke:

Postoje dvije vrste električnih naboja, konvencionalno nazvani pozitivni i negativni.

Naboji se mogu prenositi (npr. izravnim kontaktom) s jednog tijela na drugo. Za razliku od mase tijela, električni naboj nije sastavna karakteristika određenog tijela. Isto tijelo različitim uvjetima može imati drugačiji naboj.

Kao naboji odbijaju, za razliku od naboja privlače. Ovo također otkriva temeljnu razliku između elektromagnetskih i gravitacijskih sila. Gravitacijske sile su uvijek privlačne sile.

Jedan od temeljnih zakona prirode je eksperimentalno utvrđen zakon održanja električnog naboja .

U izoliranom sustavu algebarski zbroj naboja svih tijela ostaje konstantan:

Zakon održanja električnog naboja kaže da se u zatvorenom sustavu tijela ne mogu promatrati procesi stvaranja ili nestanka naboja samo jednog predznaka.

Sa suvremenog gledišta, nositelji naboja su elementarne čestice. Sva obična tijela sastoje se od atoma, koji uključuju pozitivno nabijene protone, negativno nabijene elektrone i neutralne čestice - neutrone. Protoni i neutroni dio su atomskih jezgri, elektroni čine elektronsku ljusku atoma. Električni naboji protona i elektrona potpuno su jednaki po veličini i jednaki elementarnom naboju e.

U neutralnom atomu broj protona u jezgri jednak je broju elektrona u ljusci. Ovaj broj se zove atomski broj . Atom ove tvari može izgubiti jedan ili više elektrona ili dobiti dodatni elektron. U tim se slučajevima neutralni atom pretvara u pozitivno ili negativno nabijen ion.

Naboj se može prenositi s jednog tijela na drugo samo u dijelovima koji sadrže cijeli broj elementarnih naboja. Dakle, električni naboj tijela je diskretna veličina:

Nazivaju se fizičke veličine koje mogu poprimiti samo diskretne nizove vrijednosti kvantiziran . Elementarni naboj e je kvant (najmanji dio) električnog naboja. Valja napomenuti da se u suvremenoj fizici elementarnih čestica pretpostavlja postojanje takozvanih kvarkova - čestica s frakcijskim nabojem i Međutim, kvarkovi još nisu uočeni u slobodnom stanju.

U uobičajenim laboratorijskim pokusima, a elektrometar ( ili elektroskop) - uređaj koji se sastoji od metalne šipke i pokazivača koji se može okretati oko horizontalne osi (slika 1.1.1). Strelica je izolirana od metalnog tijela. Kada nabijeno tijelo dođe u dodir sa šipkom elektrometra, električni naboji istog predznaka rasporede se po šipki i kazaljki. Električne sile odbijanja uzrokuju da se igla zakrene za određeni kut, prema kojem se može procijeniti naboj prenesen na šipku elektrometra.

Elektrometar je prilično grub instrument; ne dopušta proučavanje sila međudjelovanja između naboja. Po prvi put je otkriven zakon međudjelovanja stacionarnih naboja francuski fizičar Charles Coulomb 1785. Coulomb je u svojim pokusima mjerio sile privlačenja i odbijanja nabijenih kuglica pomoću naprave koju je sam konstruirao - torzijske vage (sl. 1.1.2), koja je bila izuzetno osjetljiva. Na primjer, vaga je zakrenuta za 1° pod utjecajem sile reda veličine 10 -9 N.

Ideja o mjerenjima temeljila se na Coulombovoj briljantnoj pretpostavci da ako se nabijena kuglica dovede u kontakt s potpuno istom nenabijenom, tada će se naboj prve ravnomjerno podijeliti između njih. Tako je naznačen način da se naboj lopte promijeni dva, tri itd. puta. U Coulombovim pokusima mjerena je interakcija između kuglica čije su dimenzije bile mnogo manje od udaljenosti između njih. Takva se nabijena tijela obično nazivaju točkasti naboji.

Točkasti naboj nazivamo nabijeno tijelo čije se dimenzije u uvjetima ovog problema mogu zanemariti.

Na temelju brojnih eksperimenata Coulomb je ustanovio sljedeći zakon:

Sile međudjelovanja između stacionarnih naboja izravno su proporcionalne umnošku modula naboja i obrnuto proporcionalne kvadratu udaljenosti između njih:

Interakcijske sile podliježu trećem Newtonovom zakonu:

Odbojne su sile kad naboji imaju iste predznake, a privlačne kad različite znakove(slika 1.1.3). Međudjelovanje stacionarnih električnih naboja naziva se elektrostatski ili Coulomb interakcija. Grana elektrodinamike koja proučava Coulombovu interakciju naziva se elektrostatika .

Za točkasta nabijena tijela vrijedi Coulombov zakon. U praksi, Coulombov zakon je dobro zadovoljen ako su veličine nabijenih tijela mnogo manje od udaljenosti između njih.

Faktor proporcionalnosti k u Coulombovom zakonu ovisi o izboru sustava jedinica. U Međunarodni sustav Uzeta je SI jedinica naboja privjesak(Cl).

Privjesak je naboj koji u 1 s prolazi poprečnim presjekom vodiča pri jakosti struje od 1 A. Jedinica struje (Amper) u SI je, zajedno s jedinicama za duljinu, vrijeme i masu osnovna mjerna jedinica.

Koeficijent k u SI sustavu obično se piše kao:

Gdje - električna konstanta .

U SI sustavu, elementarni naboj e jednak:

Iskustvo pokazuje da se sile Coulombove interakcije pokoravaju principu superpozicije:

Ako nabijeno tijelo istodobno djeluje s nekoliko nabijenih tijela, tada je rezultirajuća sila koja djeluje na dano tijelo jednaka vektorskom zbroju sila koje na to tijelo djeluju od strane svih drugih nabijenih tijela.

Riža. 1.1.4 objašnjava princip superpozicije na primjeru elektrostatske interakcije triju nabijenih tijela.

Načelo superpozicije temeljni je zakon prirode. Međutim, njegova uporaba zahtijeva određeni oprez govorimo o o međudjelovanju nabijenih tijela konačnih veličina (primjerice dvije vodljive nabijene kuglice 1 i 2). Ako se treća nabijena kuglica dovede u sustav dviju nabijenih kuglica, tada će se interakcija između 1 i 2 promijeniti zbog preraspodjela naboja.

Načelo superpozicije kaže da kada dana (fiksna) distribucija naboja na svim tijelima, sile elektrostatske interakcije između bilo koja dva tijela ne ovise o prisutnosti drugih nabijenih tijela.

Osnovni zakon međudjelovanja električnih naboja eksperimentalno je otkrio Charles Coulomb 1785. godine. Coulomb je to otkrio sila međudjelovanja između dviju malih nabijenih metalnih kuglica obrnuto je proporcionalna kvadratu udaljenosti između njih i ovisi o veličini naboja i:

Gdje - faktor proporcionalnosti .

Sile koje djeluju na naboje, su središnji , odnosno usmjereni su duž ravne linije koja povezuje naboje.

Coulombov zakon može se zapisati u vektorskom obliku:,

Gdje - vektor sile koja djeluje na naboj sa strane naboja,

Radijus vektor koji povezuje naboj s nabojem;

Modul radijus vektora.

Sila koja djeluje na naboj sa strane jednaka je.

Coulombov zakon u ovom obliku

pravedan samo za međudjelovanje točkastih električnih naboja, odnosno takva nabijena tijela čije se linearne dimenzije mogu zanemariti u usporedbi s međusobnom udaljenosti.

izražava snagu interakcije između stacionarnih električnih naboja, odnosno to je elektrostatički zakon.

Formulacija Coulombova zakona:

Sila elektrostatskog međudjelovanja između dva točkasta električna naboja izravno je proporcionalna umnošku veličina naboja i obrnuto proporcionalna kvadratu udaljenosti između njih..

Faktor proporcionalnosti u Coulombovom zakonu ovisi

od svojstava okoline

odabir mjernih jedinica veličina uključenih u formulu.

Stoga se može prikazati relacijom

Gdje - koeficijent koji ovisi samo o izboru sustava mjernih jedinica;

Naziva se bezdimenzijska veličina koja karakterizira električna svojstva medija relativna dielektrična konstanta medija . Ne ovisi o izboru sustava mjernih jedinica i jednak je jedinici u vakuumu.

Tada će Coulombov zakon imati oblik:

za vakuum,

onda - relativna dielektrična konstanta medija pokazuje koliko je puta u određenom mediju sila međudjelovanja između dvije točke električni naboji a nalaze se na međusobnoj udaljenosti manjoj nego u vakuumu.

U SI sustavu koeficijent, i

Coulombov zakon ima oblik:.

Ovaj racionalizirani zapis zakona K ulov.

Električna konstanta, .

U sustavu SGSE ,.

U vektorskom obliku, Coulombov zakon poprima oblik

Gdje - vektor sile koja djeluje na naboj sa strane naboja ,

Radijus vektor koji povezuje naboj s nabojem

r–modul radijus vektora .

Svako nabijeno tijelo sastoji se od mnogo točkastih električnih naboja, stoga je elektrostatska sila kojom jedno nabijeno tijelo djeluje na drugo jednaka vektorskom zbroju sila kojima svaki točkasti naboj prvog tijela djeluje na sve točkaste naboje drugog tijela.

1.3. Električno polje. Napetost.

Prostor, u kojoj se nalazi električni naboj ima određene fizička svojstva.

Za svaki slučaj još na uneseni naboj u ovaj prostor djeluju elektrostatske Coulombove sile.

Ako sila djeluje u svakoj točki prostora, tada se kaže da u tom prostoru postoji polje sile.

Polje je, uz materiju, oblik materije.

Ako je polje stacionarno, odnosno ne mijenja se tijekom vremena, a stvaraju ga stacionarni električni naboji, tada se takvo polje naziva elektrostatičkim.

Elektrostatika proučava samo elektrostatička polja i interakcije stacionarnih naboja.

Za karakterizaciju električnog polja uvodi se pojam intenziteta . Napetostyu u svakoj točki električnog polja naziva se vektor, numerički jednak omjeru sile kojom ovo polje djeluje na testni pozitivni naboj postavljen u danoj točki, i veličine tog naboja, a usmjeren je u smjeru Snaga.

Probno punjenje, koji se unosi u polje, pretpostavlja se da je točkasti naboj i često se naziva probni naboj.

- Ne sudjeluje u stvaranju polja, koja se uz njegovu pomoć mjeri.

Pretpostavlja se da ovaj naboj ne iskrivljuje polje koje se proučava, odnosno dovoljno je mala i ne uzrokuje preraspodjelu naboja koji stvaraju polje.

Ako polje djeluje na probni točkasti naboj silom, tada je napetost.

Jedinice napetosti:

U SI sustavu izraz za točkasto polje naboja:

U vektorskom obliku:

Ovdje je radijus vektor izvučen iz naboja q, stvarajući polje u datoj točki.

Tako, vektori jakosti električnog polja točkastog nabojaq u svim točkama polja usmjerene su radijalno(Sl. 1.3)

- od naboja, ako je pozitivan, "izvor"

- i na naboj ako je negativan"odvod"

Za grafičku interpretaciju uvodi se električno polje koncept linije sile ililinije napetosti . Ovaj

zavoj , tangenta u svakoj točki na koju se podudara s vektorom napetosti.

Naponski vod počinje s pozitivnim nabojem, a završava s negativnim nabojem.

Linije napetosti se ne sijeku, jer u svakoj točki polja vektor napetosti ima samo jedan smjer.

Sile elektrostatskog međudjelovanja ovise o obliku i veličini naelektriziranih tijela, kao i o prirodi raspodjele naboja na tim tijelima. U nekim slučajevima možemo zanemariti oblik i veličinu nabijenih tijela i pretpostaviti da je svaki naboj koncentriran u jednoj točki. Točkasti naboj je električni naboj kada je veličina tijela na kojem je taj naboj koncentriran mnogo manja od udaljenosti između nabijenih tijela. Približni točkasti naboji mogu se dobiti eksperimentalno naelektrisanjem, na primjer, prilično malih kuglica.

Interakcija dva točkasta naboja u mirovanju određuje osnovni zakon elektrostatike - Coulombov zakon. Taj je zakon 1785. eksperimentalno utvrdio francuski fizičar Privjesak Charlesa Augustina(1736. – 1806.). Formulacija Coulombovog zakona je sljedeća:

Moć interakcije dvije točke stacionarnih nabijenih tijela u vakuumu izravno je proporcionalan umnošku modula naboja i obrnuto proporcionalan kvadratu udaljenosti između njih.

Ova sila međudjelovanja naziva se Coulombova sila, I Formula Coulombovog zakona bit će sljedeće:

F = k (|q 1 | |q 2 |) / r 2

Gdje je |q1|, |q2| – moduli naboja, r – udaljenosti između naboja, k – koeficijent proporcionalnosti.

Koeficijent k u SI obično se piše u obliku:

K = 1 / (4πε 0 ε)

Gdje je ε 0 = 8,85 * 10 -12 C/N*m 2 električna konstanta, ε je dielektrična konstanta medija.

Za vakuum ε = 1, k = 9 * 10 9 N*m/Cl 2.

Sila međudjelovanja između stacionarnih točkastih naboja u vakuumu:

F = · [(|q 1 | · |q 2 |) / r 2 ]

Ako su dva točkasta naboja smještena u dielektrik i udaljenost od tih naboja do granica dielektrika je znatno veća od udaljenosti između naboja, tada je sila međudjelovanja između njih jednaka:

F = · [(|q 1 | · |q 2 |) / r 2 ] = k · (1 /π) · [(|q 1 | · |q 2 |) / r 2 ]

Dielektrična konstanta medija je uvijek veća od jedinice (π > 1), stoga je sila kojom naboji međudjeluju u dielektriku manja od sile njihove interakcije na istoj udaljenosti u vakuumu.

Sile međudjelovanja između dva stacionarna točkasta nabijena tijela usmjerene su duž ravne crte koja povezuje ta tijela (slika 1.8).

Riža. 1.8. Sile međudjelovanja između dva stacionarna točkasta nabijena tijela.

Coulombove sile, kao i gravitacijske sile, pokoravaju se trećem Newtonovom zakonu:

F 1,2 = -F 2,1

Coulombova sila je središnja sila. Kao što iskustvo pokazuje, kao što se nabijena tijela odbijaju, suprotno nabijena tijela se privlače.

Vektor sile F 2.1 koji djeluje s drugog naboja na prvi usmjeren je prema drugom naboju ako su naboji različitih predznaka, au suprotnom smjeru ako su naboji istog predznaka (sl. 1.9).

Riža. 1.9. Interakcija različitog i sličnog električnog naboja.

Elektrostatički odbojne sile smatra se pozitivnim gravitacija– negativno. Predznaci sila međudjelovanja odgovaraju Coulombovom zakonu: umnožak jednakih naboja je pozitivan broj, a odbojna sila ima pozitivan znak. Umnožak suprotnih naboja je negativan broj, što odgovara predznaku sile privlačenja.

U Coulombovim pokusima mjerene su sile međudjelovanja nabijenih kuglica za koje su korištene torzijske vage(Slika 1.10). Lagana staklena šipka obješena je o tanku srebrnu nit. S, na čijem je jednom kraju pričvršćena metalna kugla A, a na drugoj je protuuteg d. Gornji kraj navoja je fiksiran na rotirajuću glavu uređaja e, čiji se kut rotacije može točno izmjeriti. Unutar uređaja nalazi se metalna kugla iste veličine b, fiksno postavljen na poklopac vage. Svi dijelovi uređaja smješteni su u stakleni cilindar, na čijoj se površini nalazi ljestvica koja vam omogućuje određivanje udaljenosti između kuglica. a I b na njihovim različitim položajima.

Riža. 1.10. Coulombov pokus (torzijska vaga).

Kada su kuglice nabijene istim nabojem, one se međusobno odbijaju. U ovom slučaju, elastična nit je upletena pod određenim kutom kako bi držala kuglice na fiksnoj udaljenosti. Kut uvijanja niti određuje silu međudjelovanja između kuglica ovisno o njihovoj udaljenosti. Ovisnost sile međudjelovanja o veličini naboja može se utvrditi na sljedeći način: svakoj od kuglica dajte određeni naboj, postavite ih na određenu udaljenost i izmjerite kut uvijanja niti. Zatim trebate dotaknuti jednu od kuglica nabijenom kuglicom iste veličine, mijenjajući joj naboj, jer kada tijela jednake veličine dođu u dodir, naboj se ravnomjerno raspoređuje između njih. Da bi se održao isti razmak između kuglica, potrebno je promijeniti kut uvijanja niti, a time i odrediti novu vrijednost sile međudjelovanja s novim nabojem.