Почему закон кулона является основным законом электростатики

Приступим к изучению количественных законов электромагнитных взаимодействий. Вначале рассмотрим наиболее простой случай, когда электрически заряженные тела находятся в покое. Раздел электродинамики, посвященный изучению покоящихся электрических зарядов, называют электростатикой. Основной закон электростатики — закон взаимодействия двух неподвижных точечных заряженных тел или частиц — был экспериментально установлен французским физиком Ш. Кулоном в 1785 г. и носит его имя.

Точечных заряженных тел не существует. Но если расстояние между телами во много раз больше их размеров, то ни форма, ни размеры заряженных тел существенно не влияют на взаимодействие между ними. В этом случае тела можно рассматривать как точечные. Вспомните, что и закон всемирного тяготения тоже сформулирован для точечных тел.

Сила взаимодействия заряженных тел зависит от свойств среды между заряженными телами.

Пока будем считать, что взаимодействие происходит в вакууме. Впрочем, опыт показывает,

что воздух очень мало влияет на силу взаимодействия заряженных тел: она оказывается почти такой же, как в вакууме.

Опыты Кулона. Открытие закона взаимодействия электрических зарядов облегчалось тем, что эти силы велики. Здесь не нужно было применять особо чувствительной аппаратуры, как при проверке закона всемирного тяготения и земных условиях. С помощью крутильных весов удалось установить, как взаимодействуют друг с другом неподвижные заряженные тела. Крутильные весы состоят из стеклянной палочки, подвешенной на тонкой упругой проволочке (рис. 94) На одном конце палочки закреплен маленький металлический шарик а, а на другом — противовес с. Еще один металлический шарик b закреплен на крышке весов неподвижно.

При сообщении шарикам одноименных зарядов они начинают отталкиваться друг от друга. Чтобы удержать шарики на фиксированном расстоянии, упругую проволочку нужно закрутить на некоторый угол. По углу закручивания проволоки определяют силу взаимодействия шариков.

Крутильные весы позволили изучить зависимость силы взаимодействия заряженных шариков от зарядов и от расстояния между ними. Измерять силу и расстояние в то время умели. Единственная трудность была с зарядом, для измерения которого не существовало даже единиц. Кулон нашел простой способ изменения заряда одного из шариков в 2, 4 и т. д. раз, соединяя его с таким же незаряженным шариком. Заряд при этом распределялся поровну между шариками, что и уменьшало исследуемый заряд в известном отношении. Новое значение силы при новом заряде определялось экспериментально.

Читайте также:  Панель оператора ktp400 basic

Закон Кулона. Опыты Кулона привели к установлению закона, поразительно напоминающего закон всемирного тяготения.

Сила взаимодействия двух точечных неподвижных заряженных тел в вакууме прямо пропорциональна произведению модулей зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Эту силу называют кулоновской.

Если обозначить модули зарядов через а расстояние между ними через то закон Кулона можно записать в следующей форме:

где — коэффициент пропорциональности, численно равный силе взаимодействия единичных зарядов на расстоянии, равном единице длины

Такую же форму (8.2) имеет закон всемирного тяготения: вместо зарядовой формулу закона тяготения входят массы, а роль коэффициента играет гравитационная постоянная

Пока еще ничего не было сказано о направлении сил взаимодействия между зарядами. Легко обнаружить, что два заряженных шарика, подвешенных на нитях, либо притягиваются друг к другу, либо отталкиваются Отсюда следует, что силы взаимодействия двух неподвижных точечных заряженных тел направлены вдоль прямой, соединяющей эти тела (рис. 95). Подобные силы называют центральными. В соответствии с третьим законом Ньютона

Открытие закона Кулона — первый конкретный шаг в изучении свойств электрического заряда. Наличие электрического заряда у тел или элементарных частиц означает, что они взаимодействуют друг с другом по закону Кулона.

Приступим к изучению количест­венных законов электромагнитных взаимодействий. Основной закон электростатики – закон взаимодей­ствия двух неподвижных точечных заряженных тел или частиц.

Основной закон электростатики был экспериментально установлен Шарлем Кулоном 1785 г. и носит его имя.

В природе точечных заряженных тел не существует, но если расстоя­ние между телами во много раз больше их размеров, то ни форма, ни размеры заряженных тел существенно не влияют на взаимодействия между ними. В таком случае эти тела можно рассматривать как то­чечные. Вспомните, что и закон все­мирного тяготения тоже сформули­рован для точечных тел.

Сила взаимодействия заряженных тел зависит от свойств среды между заряженными телами. Пока будем считать, что взаимодействие происходит в вакууме. Впрочем, опыт показывает, что воздух осень мало влияет на силу взаимодействия за­ряженных тел, она оказывается поч­ти такой же, как в вакууме.

Читайте также:  Норд варочная панель электрическая

Опыты Кулона. Открытие закона взаимодействия электрических за­рядов было облегчено тем; что эти силы оказались велики. Здесь не нужно было применять особо чувствительной аппаратуры, как при проверке закон а всемирного тяготе­ния в земных условиях. С помощью крутильных весов удалось установить, как взаимодействуют друг с другом неподвижные заряженные тела.

Крутильные весы состоят из стек­лянной палочки, подвешенной на тонкой упругой проволочке (рис.1) . На одном конце палочки закреплен маленький металлический шарик а, а на другом — противовес С. Еще один металлический шарик закреплен, неподвижно на стержне, который в свою очередь крепится на крышке весов.

При сообщении шарикам одно­именных зарядов они начинают от­талкиваться друг от друга. Чтобы их удержать на фиксированном расстоянии, упругую проволочку нужно закрутить на некоторый угол. По углу закручивания про­волочки определяют силу взаимодействия шариков.

Крутильные весы позволили изу­чить зависимость силы взаимодей­ствия заряженных шариков от вели­чины зарядов и от расстояния между ними. Измерять силу и рас­стояние в то время умели. Единст­венная трудность была с зарядом, для измерения которого не сущест­вовало даже единиц. Кулон нашел простой способ изменения заряда одного из шариков в 2, 4 и более раз, соединяя его с таким же неза­ряженным шариком. Заряд при этом распределялся поровну между ша­риками, что и уменьшало исследуе­мый заряд в известном отношении.

Новое значение силы взаимодей­ствия при новом заряде определя­лось экспериментально.

Закон Кулона. Опыты Кулона привели к установлению закона, поразительно напоминающего закон всемирного тяготения. Сила взаимо­действия двух точечных неподвижных заряженных тел в вакууме прямо пропорциональна произведению мо­дулей заряда и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Эту силу называют кулоновской.

Если обозначить модули заря­дов через | q1| и |q2|, а расстояние между ними через r, то закон Ку­лона можно записать в следующей форме:

где R — коэффициент пропорцио­нальности, численно равный силе взаимодействия единичных зарядов на расстоянии, равном единице дли­ны. Его значение зависит от выбора системы единиц.

Читайте также:  Полотенцесушитель водяной из нержавеющей стали недорого

Такую же форму имеет за­кон всемирного тяготения, только вместо зарядов в закон тяготения входят массы, а роль коэффициен­та R играет гравитационная по­стоянная.

Легко обнаружить, что два заря­женных шарика, подвешенные на нитях, либо притягиваются друг к другу, либо отталкиваются. Отсюда следует, что силы взаимодействия двух неподвижных точечных заря­женных тел направлены вдоль прямой, соединяющей эти тела (рис. 2). Подобные силы называют централь­ными. В соответствии с третьим законом Ньютона

Открытие закона Кулона — пер­вый конкретный шаг в изучении свойств электрического заряда. На­личие электрического заряда у тел или элементарных частиц означает, что они взаимодействуют друг с дру­гом по закону Кулона.

Кулон Шарль Огюстен(1736-1806) — французский, ученый, известный своими работами по электричеству и магнетизму и исследованием сил трения. Наряду с изучением взаимо­действия заряженных тел Кулон исследовал также взаимо­действие полюсов длинных магнитов.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Как то на паре, один преподаватель сказал, когда лекция заканчивалась — это был конец пары: "Что-то тут концом пахнет". 8432 — | 8045 — или читать все.

91.146.8.87 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

Что ты хочешь узнать?

Ответ

Проверено экспертом

Закон Кулона — это закон взаимодействия двух неподвижных точечных зарядов. Закон Кулона формулируется следующим образом: Сила электрического взаимодействия между двумя точечными зарядами в вакууме пропорциональна этим зарядам и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

При взаимодействии одноименные заряды отталкиваются, разноименные притягиваются. Силы Кулона направлены по прямой, соединяющей заряды.

Закон Кулона для взаимодействия точечных зарядов Q1 и Q2, находящихся на расстоянии r друг от друга, записывается формулой:

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock detector