Закон Кулона: визначення
Закон Кулона – це один з основних законів електростатики. Він визначає величину і напрям сили взаємодії між двома нерухомими точковими зарядами.
Під точковим зарядом мається на увазі заряджене тіло, розмір якого набагато менше його відстані можливого впливу на інші тіла. В такому разі ні форма, ні розміри заряджених тіл практично не впливають на взаємодію між ними.
Закон Кулона експериментально вперше був доведений приблизно в 1773 році.
Кавендішем, який використав для цього сферичний конденсатор показав, що всередині зарядженої сфери електричне поле відсутнє. Це означало, що сила електростатичної взаємодії змінюється назад пропорційно квадрату відстані, однак результати Кавендіша не були опубліковані.
У 1785 р. закон був встановлений Кулоном з допомогою спеціальних крутильних терезів. Досліди Кулона дозволили встановити закон, який разюче нагадує закон всесвітнього тяжіння.
Сила взаємодії двох точкових нерухомих заряджених тіл у вакуумі прямо пропорційна добутку модулів заряду і обернено пропорційна квадрату відстані між ними.
В аналітичному вигляді закон Кулона має вигляд:
Де:
- |q1| q2| – модулі зарядів; R – відстань між ними; K – коефіцієнт пропорційності, що залежить від вибору системи одиниць.
Сила взаємодії спрямована по прямій, що з’єднує заряди, причому однойменні заряди відштовхуються, а різнойменні – притягуються.
Сила взаємодії між зарядами залежить також від середовища між зарядженими тілами.
У повітрі сила взаємодії майже не відрізняється від такої у вакуумі. Закон Кулона виражає взаємодію зарядів у вакуумі.
Кулон – одиниця електричного заряду. Кулон (Кл) – одиниця СІ кількості електрики (електричного заряду). Вона є похідною одиницею і визначається через одиницю сили струму – 1 ампер (А), яка входить в число основних одиниць СІ.
За одиницю електричного заряду приймають заряд, що проходить через поперечний переріз провідника при силі струму 1 А за 1 с.
Тобто:
1 Кл = 1 А-с.
Заряд у 1 Кл дуже великий. Сила взаємодії двох точкових зарядів по 1 Кл кожен, розташованих на відстані 1 км. один від одного, трохи менше сили, з якою земна куля притягує вантаж масою 1 т. Повідомити такий заряд невеликому тілу неможливо (відштовхуючись один від одного, заряджені частинки не можуть утриматися в тілі). А ось у провіднику (який в цілому елктронейтральний) привести в рух такий заряд просто (струм до 1 А – цілком звичайний струм, що протікає по проводах в наших домівках).
Коефіцієнт k в законі Кулона при його запису в СІ виражається в:
Н – м2/Кл2
Його чисельне значення, визначене експериментально за силою взаємодії двох відомих зарядів, що перебувають на заданій відстані, становить:
K = 9 – 109 Н-м2/Кл2.
Часто записують у вигляді
Де:
- Ɛ0 =8,85 – 10-12 Кл2/H-м2 – Електрична постійна.
Related posts:
- Взаємодія заряджених тіл. Закон Кулона Досліди французького фізика Ш. Дюфе показали, що тіла, що мають заряди протилежного (однакового) знака, взаємно притягуються (відштовхуються). При цьому сила взаємодії між наелектризованими тілами складним чином залежить від форми наелектризованих тіл і характеру розподілу заряду на них. Тому не існує єдиної простої формули, яка описує електростатичне взаємодія для довільного випадку. І тільки для точкових зарядів […]...
- Закон Кулона в електростатиці “Ми називаємо електрикою цей вогонь з чорної грозової хмари, – писав на початку XIX ст. публіцист і історик Томас Карлейль, – але що це таке? Що породило його? “Перші кроки до розуміння, що таке електричний заряд, зробив французький фізик Шарль Огюстен де Кулон, видатний вчений, який зробив внесок у такі галузі науки, як електрика, магнетизм […]...
- Закон Кулона в діелектрику Відмінність електростатичного взаємодії від гравітаційного полягає не тільки в наявності сил відштовхування. Сила взаємодії зарядів залежить від середовища, в якому заряди перебувають (а сила всесвітнього тяжіння від властивостей середовища не залежить). Діелектриками, або ізоляторами називаються речовини, які не проводять електричний струм. Виявляється, що діелектрик зменшує силу взаємодії зарядів (у порівнянні з вакуумом). Більше того, на […]...
- Закон Кулона – лекція Для більш глибокого розуміння електричних явищ необхідно познайомитися з кількісним законом взаємодії електричних зарядів, т. є. З’ясувати, як залежить сила, що діє між зарядженими тілами, від зарядів на них і від відстані між ними. Взаємодія заряджених тіл виражається особливо просто, якщо їх розміри дуже малі в порівнянні з відстанню між ними. Такі заряджені тіла ми […]...
- Досліди Кулона з крутильними вагами Французький учений Кулон в 1785 р встановив на досвіді закон взаємодії нерухомих електричних зарядів. Для виявлення залежності сили взаємодії електричних зарядів від їх модуля і відстані між ними Кулон використав спеціальний прилад – крутильні ваги (рис. 138). Крутильні ваги являють собою скляний циліндр, усередині якого на тонкій срібної нитки підвішене легке скляне коромисло. На одному […]...
- Закон збереження електричного заряду: визначення Закон збереження електричного заряду свідчить, що алгебраїчна сума електричних зарядів всіх частинок ізольованої системи не змінюється при відбуваються в ній процеси. Закон збереження електричного заряду свідчить, що алгебраїчна сума електричних зарядів всіх частинок ізольованої системи не змінюється при відбуваються в ній процеси. Електричний заряд будь-якої частинки або системи частинок є цілим кратним елементарного електричного заряду […]...
- Дослід Кулона Необхідність проведення експериментів Кулона була викликана тим, що в середині XVIII ст. накопичилося багато якісних даних про електричні явища. Виникла потреба дати їм кількісну інтерпретацію. Оскільки сили електричного взаємодії були відносно невеликі, виникла серйозна проблема в створенні методу, який дозволив би зробити виміри і отримати необхідний кількісний матеріал. Французький інженер і вчений Шарль Кулон запропонував […]...
- Закон збереження електричного заряду – це Використаний Ш. Кулоном спосіб розподілу заряду неявно припускає, що при зіткненні двох однакових кульок їх сумарний заряд зберігається. Фактично Ш. Кулон використав гіпотезу про збереження електричного заряду. Численні експерименти по вимірюванню зарядів у різних системах підтвердили цю гіпотезу. В даний час вважається точно встановленим закон збереження електричного заряду: сумарний електричний заряд замкнутої системи зберігається. Так, […]...
- Фізика електромагнітних хвиль Найважливіший результат електродинаміки, що випливає з рівнянь Максвелла 50, полягає в тому, що електромагнітні взаємодії передаються з однієї точки простору в іншу не миттєво, а з кінцевою швидкістю. У вакуумі швидкість поширення електромагнітних взаємодій збігається зі швидкістю світла c = 3 – 108 м / с. Розглянемо, наприклад, два покояться заряду, що знаходяться на деякій […]...
- Одиниці виміру електричного заряду Одна з фундаментальних фізичних величин, яка має безпосереднє відношення до електрики і зокрема до електротехніки – це електричний заряд. Ми звикли до того, що в електротехніці заряд вимірюється в кулонах, але мало хто знає, що є й інші одиниці виміру електричного заряду. При розрахунках електричних схем, при використанні приладів застосовують міжнародну систему одиниць СІ. Але […]...
- Закон збереження електричного заряду У будь електроізольовані системі алгебраїчна сума електричних зарядів залишається постійною: Закон збереження електричного заряду Це положення відоме під назвою закону збереження електричного заряду. Під електроізольовані системою розуміють в даному випадку систему, в яку не входять і не виходять заряджені частинки. При електризації двох тіл тертям одне з них втрачає стільки ж електронів, скільки набуває іншого. […]...
- Електричний заряд: визначення Електричним зарядом прийнято позначати фізичну величину, яка описує характерні особливості частинок або тіл вступати в електромагнітні силові взаємодії. Перефразувавши отримуємо, що він встановлює здатність тел виступати джерелом електромагнітних полів і брати участь в електромагнітній взаємодії. Першим термін електричний заряд застосував Кулон у 1785 році. Для маркування електричного заряду використовують символи q або Q. У міжнародній […]...
- Електростатичне поле Закон Кулона визначає силу взаємодії між електричними зарядами, але не пояснює, як це взаємодія передається на відстань від одного тіла до іншого. Досліди показують, що ця взаємодія спостерігається і тоді, коли наелектризовані тіла знаходяться у вакуумі. Значить, для електричного взаємодії не потрібна середу. За теорією, розвиненою М. Фарадеєм і Дж. Максвеллом, в просторі, де знаходиться […]...
- Електричне поле: визначення Для того, щоб знайти силу, яка діє між двома електричними зарядами, треба знати значення кожного з них і відстань між зарядами. Якщо таких зарядів два, завдання легко вирішується за допомогою закону Кулона. А як бути, коли електричних зарядів багато? Для таких випадків фізики ввели поняття електричного поля. За допомогою електричного поля можна описати, як безліч […]...
- Закон електролізу. Визначення заряду електрона Закон Фарадея для електролізу пов’язує масу виділяється речовини з минулим через електроліт електричним зарядом. При проходженні електричного струму через електроліт відбувається виділення на електродах складових частин електроліту. Це явище називається електролізом (від грецького “лио” – поділяю). Електроліз пов’язаний з процесами обміну зарядами між іонами і електродами. На аноді негативно заряджені іони (аніони) віддають свої зайві […]...
- Основні поняття електростатики Електростатика – це розділ фізики, де вивчаються властивості і взаємодії нерухомих щодо системи відліку електрично заряджених тіл або частинок, які мають електричний заряд. Електричний заряд – це фізична величина, що характеризує властивість тіл або частинок входити в електромагнітні взаємодії і визначальна значення сил і енергій при цих взаємодіях. У Міжнародній системі одиниць одиницею виміру електричного […]...
- Закон збереження зарядів Енергія не єдине в природі, що підкоряється закону збереження. До числа законів збереження, які Ричард Фейнман називав великими, крім уже відомих нам законів збереження енергії та імпульсу, відноситься також закон збереження електричних зарядів. Існує повний електричний заряд ізольованої системи, який при будь-яких змінах залишається постійним. Коли ви втрачаєте заряд в одному місці, він завжди виявляється […]...
- ЕРС. Закон Ома для повного кола Дотепер при вивченні електричного струму ми розглядали спрямований рух вільних зарядів у зовнішньому ланцюзі, тобто в провідниках, приєднаних до клем джерела струму. Як ми знаємо, позитивний заряд q: – йде в зовнішній ланцюг з позитивною клеми джерела; – переміщається в зовнішній ланцюга під дією стаціонарного електричного поля, створюваного іншими рухомими зарядами; – приходить на негативну […]...
- Електродинаміка (формули) Закон Кулона: Різниця потенціалів: ΔU = EΔx. Електроємність: С = q/U Енергія конденсатора: Закон Джоуля – Ленца: ΔQ = I 2RΔt. Сила Ампера: F = IBl cos α. Закон електромагнітної індукції: Магнітна енергія котушки: Реактивний опір: Поле точкового заряду: Плоский конденсатор: З = e0S/d. Закон Ома: Сила Лоренца: F = qvB sin α. Магнітний потік: […]...
- Закон Гука: визначення Закон Гука є основним законом теорії пружності, який говорить: Сила пружності, яка виникає при пружній деформації тіла (розтягуванні або стисненні пружини) пропорційна подовженню тіла (пружини) і спрямована в бік, протилежний напрямку переміщень частинок тіла при деформації. Якщо позначити подовження тіла через x, а силу пружності через FПр, то закон Гука можна представити у вигляді формули: […]...
- Електричне поле і його властивості Заряджені тіла взаємодіють один з одним. Це підтверджують численні досліди, а закон Кулона дозволяє визначити силу взаємодії нерухомих електричних зарядів. Однак причини подібної взаємодії, його механізм законом не розкриваються. Трохи більше ніж через півстоліття після відкриття закону Кулона, завдяки роботам Фарадея і Максвелла, було встановлено, що електричний заряд створює в навколишньому просторі електричне поле, яке […]...
- Електричні і магнітні явища – коротко Ще давнини зроблено спостереження, що якщо потерти зроблені з деяких речовин предмети, то вони починають притягувати інші предмети. Таке повідомлення тілам електричних зарядів назвали електризацією, а самі тіла – наелектризованими. Електризація може бути як корисною, так і небезпечною для людини, в останньому випадку необхідно прийняття заходів щодо зменшення електризації (наприклад, заземлення). Електричні взаємодії обумовлені наявністю […]...
- Рух заряду в електричному полі Коли носій електричного заряду виявляється в електростатичному полі, на нього неминуче починає діяти кулоновская сила. Це призводить до того, що носій заряду починає переміщатися в просторі, якщо, звичайно, кулонівських сили не компенсовані іншими, що протидіють силами. Розглянемо випадок, коли в електричному полі виявився пробний заряд q абсолютно вільний від дії інших сил. Як тільки цей […]...
- Електризація тіл: визначення Тіла, здатні подібно янтарю після натирання притягати дрібні предмети, називають наелектризованими. Це означає, що на тілах в такому стані є електричні заряди, а самі тіла називаються зарядженими. Зауважимо, що тертя в процесі електризації не грає принципової ролі. Електричні заряди виникають при тісному зіткненні різних речовин. У разі твердих тіл тертя дозволяє збільшити площу взаємного контакту […]...
- Закон збереження заряду – коротко Під час електризації відбувається перерозподіл заряду. Електрони переходять від одного тіла до іншого, але при цьому вони нікуди не діваються. І якщо їх повернути на початкове положення, то сумарний заряд буде дорівнює нулю. Тому можна зробити висновок, що сумарний заряд ізольованої системи залишається незмінним. Q1, q2, …, qn – заряди електрично ізольованої системи Якщо два […]...
- Електрон і протон До початку 20 століття вчені вважали атом щонайменшої неподільною часткою речовини, але це виявилося не так. Насправді, в центру атома розташовується його ядро з зарядженими позитивно протонами і нейтральними нейтронами, навколо ядра по орбиталям обертаються негативно заряджені електрони (дана модель атома була в 1911 році запропонована Е. Резерфордом). Примітно, що маси протонів і нейтронів практично […]...
- Електростатика Електростатика є однією з приватних теорій, що входять до складу електродинаміки. У електростатиці вивчається взаємодія покояться електричних зарядів. Як і в будь-якої фізичної теорії, в електростатики можна виділити її підставу, ядро і слідства. Підстава електростатики складають факти, отримані на основі спостережень і експериментів, що відображають поведінку заряджених тіл і їх електричне взаємодія. Основною моделлю електростатики […]...
- Закон Ома для повного кола Розглянемо докладніше процеси, що протікають в замкнутій ланцюга електричного струму, що містить джерело (дивись малюнок). Всередині джерела під дією сторонніх сил починається розділення зарядів: позитивно заряджені частинки рухаються до позитивного полюса джерела, а негативні частинки до негативного. Розділені заряди створюють всередині джерела електричне поле E⃗ E →, спрямоване від “плюса” до “мінуса”, яке перешкоджає подальшому […]...
- Закон Гука – формула і визначення Закон Гука був відкритий в 18-му столітті англійцем Робертом Гуком. Це відкриття про розтягування пружини є одним із законів теорії пружності і виконує важливу роль в науці і техніці. Визначення і формула закону Гука Формулювання цього закону виглядає наступним чином: сила пружності, яка з’являється в момент деформації тіла, пропорційна подовженню тіла і спрямована протилежно руху […]...
- Закон Біо-Савара-Лапласа Як ми встановили, магнітне поле діє з деякою силою на рухомі електричні заряди, але воно і створюється рухомими зарядами. Зараз нам належить отримати основний закон магнитостатики, що дозволяє розраховувати характеристики магнітного поля, створюваного довільною конфігурацією постійних електричних струмів – закон Біо-Саварра-Лапласа. Цей закон відіграє в магнитостатики роль аналогічну законом Кулона в електростатики. Однак він з […]...
- Закон Ампера: визначення На прямолінійний ділянку провідника Δl, по якому тече струм l, в магнітному полі з індукцією В діє сила F. Для обчислення цієї сили використовують вираз: F = B | I | Δlsinα, Де α – кут між вектором В і напрямком відрізка провідника зі струмом (елементом струму); за напрямок елемента струму приймають напрям, в якому […]...
- Принцип суперпозиції електричних полів Якщо взяти пробний заряд і розмістити його на деякій відстані від інших зарядів, то на нього будуть діяти всі електричні поля зарядів, що знаходяться на якійсь відстані від нього. Так як ми знаємо, що напруженість є векторною величиною, тому для отримання загальної напруженості, яка діє на пробний заряд, слід знайти векторну суму. Для того, щоб […]...
- Електричний заряд – коротко Електричний заряд – одне з основних понять електродинаміки, він визначає інтенсивність електричного взаємодії, яке проявляється в тяжінні або відштовхуванні заряджених тел. У природі існують два роди електричних зарядів протилежних знаків – позитивні і негативні. Всі заряджені тіла володіють певним позитивним чи негативним зарядом. Прийнято вважати, що заряд, придбаний скляною паличкою, потертій об шовк (або папір), […]...
- Характеристика електричного заряду Електромагнітні взаємодії належать до числа найбільш фундаментальних взаємодій у природі. Сили пружності і тертя, тиск рідини і газу та багато іншого можна звести до електромагнітних силам між частинками речовини. Самі електромагнітні взаємодії вже не зводяться до інших, більш глибоким видам взаємодій. Настільки ж фундаментальним типом взаємодії є тяжіння – гравітаційне тяжіння будь-яких двох тел. Однак […]...
- Закон збереження енергії в коливальному контурі Як вже розглядалося раніше, під час коливань в коливальному контурі відбувається перехід заряду з конденсатора в котушку і назад. У кожній з частин такого контуру здійснює певну роботу. Тому для такого переміщення заряду і струму необхідна енергія. Так само, як і в випадку з описом кожної частини періоду, так і з енергією є така ж […]...
- Теорема Гаусса Слід зауважити, що теорему Гаусса, яка пов’язує величину заряду Q з електричним полем Е навколо цього заряду, у вітчизняній літературі прийнято називати теоремою Остроградського – Гаусса. Вважається, що російський вчений Остроградський довів цю теорему незалежно від Гаусса. Не вдаючись у суперечки про пріоритет, покажемо, що теорема Остроградського-Гаусса елементарно виводиться із закону Кулона. Нагадаємо, що закон […]...
- Закон Ома для ділянки кола: визначення Коли електричне коло створене, вільні заряди (електрони) отримують можливість рухатися. Цей рух називається електричним струмом, або інакше, потоком електрики. Такий рух подібно до руху рідини всередині порожнистої труби, але не в усьому зберігається таке подобу, є і суттєві відмінності. Сила руху вільних зарядів визначається напругою, яке є специфічним показником потенційної енергії. Напруга завжди характеризується двома […]...
- Закон всесвітнього тяжіння (формула) Закон всесвітнього тяжіння, відкритий в кінці XVII століття англійським фізиком Ісааком Ньютоном, вже кілька століть є основним рівнянням класичної механіки. Закон всесвітнього тяжіння: сила взаємного тяжіння двох тіл прямо пропорційна масам цих тіл і обернено пропорційна квадрату відстані між ними. Где m1 і m2 – маси взаємодіючих тіл, G – відстань між цими тілами, G […]...
- Закон Паскаля – визначення і формула Закон Паскаля про тиск був відкритий в XVII столітті французьким вченим Блез Паскаль, в честь якого і отримав свою назву. Формулювання цього закону, його значення та застосування в повсякденному житті докладно розглядається в цій статті. Суть закону Паскаля Закон Паскаля – тиск, який чиниться на рідину або газ, передається в кожну точку рідини або газу […]...
- Потік вектора напруженості електричного поля Як і для будь-якого векторного поля важливо розглянути властивості потоку електричного поля. Потік електричного поля визначається традиційно. У довільному електростатичному полі потік вектора напруженості через довільну поверхню, визначається таким чином (рис. 158): – Поверхня розбивається на малі майданчики ΔS (які можна вважати плоскими); – Визначається вектор напруженості E⃗ E → на цьому майданчику (який в […]...