Закон Кулона простым языком

Конвертер электрического заряда

Picture

Общие сведения

Как ни удивительно, но мы сталкиваемся со статическим электричеством ежедневно — когда гладим любимую кошку, расчесываем волосы или натягиваем свитер из синтетики. Так мы сами поневоле становимся генераторами статического электричества. Мы буквально купаемся в нём, ведь мы живем в сильном электростатическом поле Земли. Это поле возникает из-за того, что её окружает ионосфера, верхний слой атмосферы — электропроводящий слой. Ионосфера образовалась под действием космического излучения и имеет свой заряд. Занимаясь обыденными делами вроде разогрева пищи, мы совершенно не задумываемся о том, что пользуемся статическим электричеством, повернув кран подачи газа на горелке с автоподжигом или поднеся к ней электрозажигалку.

Дополнительные единицы

Наименование величины Единица
Наименование Обозначение Определение
международное русское
Плоский угол Радиан rad рад Радиан равен углу между двумя радиусами окружности, длина дуги между которыми равна радиусу
Телесный угол Стерадиан sr ср Стерадиан равен телесному углу с вершиной в центре сферы, вырезающему на поверхности сферы площадь, равную площади квадрата со стороной, равной радиусу сферы

наверх

Как вычислять с помощью законов

Поскольку q и Q являются скалярными единицами, вычислить их с помощью законов можно через точные формулы, выведенные известными учеными-физиками. К примеру, в соответствии с законом Кулона, можно найти величину и силовое направление взаимодействия заряженных частиц между несколькими неподвижными телами.

Закон сохранения

Все элементарные частицы подразделяются на нейтральные или заряженные. Они вступают во взаимодействие друг с другом внутри электромагнитного поля. Частицы, которые имеют одноименный электрон, отталкиваются, а разноименный – притягиваются. В первом случае наблюдается избыток электронов, а во втором – их недостаток. Оба типа частиц заряжаются посредством электризации. На практике, при возникновении данного явления, заряженные частицы равны по модулю, несмотря на противоположность знаков. Когда разные частицы притягиваются, то между ними происходит электризация и сохранение электрона. При этом, сумма всех изолированных системных частиц не изменяется, то есть, q + q + q…= const.

Закон сохранения

Закон Кулона

Выше было сказано, что электрические заряженные микрочастицы бывают как положительными, так и отрицательными, а их наличие подтверждается силовым взаимодействием, которое с помощью экспериментов на весах описал в 1785 году О. Кулон, создав свой физико-математический закон.

Закон Кулона представляет собой физическую закономерность, которая описывает взаимодействие наэлектризованных частиц между не электризованными, в зависимости от промежутка между ними. В соответствии с этой формулировкой, чем больше электронов имеет частица, тем ближе она расположена к другой элементарной единице заряда, и, соответственно, сила возрастает.

Обратите внимание! При увеличении расстояния между частицами, сал их взаимодействия неизменно убывает. В математической формуле это выглядит так: F1 = F2 = K*(q1*q2/r2), где q1 и q2 считаются модулями заряженных микрочастиц, k является коэффициентом пропорциональности, который зависит от системного выбора единицы, а r — расстоянием.

Закон Кулона

Производные единицы пространства и времени

Наименование величины Единица
Наименование Обозначение Определение
международное русское
Площадь Квадратный метр m2 м2 Квадратный метр равен площади квадрата со сторонами, длины которых равны 1 м
Объем, вместимость Кубичекий метр m3 м3 Кубический метр равен объему куба с ребрами, длины которых равны 1 м
Скорость Метр в секунду m/s м/с Метр в секунду равен скорости прямолинейно и равномерно движущейся точки, при которой точка за время 1 с перемещается на расстояние 1 м
Ускорение Метр на секунду в квадрате m/s2 м/с2 Метр на секунду в квадрате равен ускорению прямолинейно и равномерно движущейся точки, при котором за время 1 с скорость точки возрастете на 1 м/с
Угловая скорость Радиан в секунду rad/s рад/с Радиан в секунду равен угловой скорости равномерно вращающегося тела, при которой за время 1 с совершается поворот тела относительно оси вращения на угол 1 рад
Период Секунда s с
Частота периодического процесса Герц Hz Гц Герц равен частоте периодического процесса, при которой за время 1 с происходит один цикл периодического процесса

наверх

Изучение статического электричества

К систематическому изучению природы электростатики учёные приступили со времён работ французского учёного 18-го века Шарля Огюстена де Кулона. В частности, он ввёл понятие электрического заряда и открыл закон взаимодействия зарядов. По его имени названа единица измерения количества электричества — кулон (Кл). Правда, ради исторической справедливости, надо заметить, что годами ранее этим занимался английский учёный лорд Генри Кавендиш; к сожалению, он писал в стол и его работы были опубликованы наследниками лишь спустя 100 лет.

Работы предшественников, посвященные законам электрических взаимодействий, дали возможность физикам Джорджу Грину, Карлу Фридриху Гауссу и Симеону Дени Пуассону создать изящную в математическом отношении теорию, которой мы пользуемся до сих пор. Главным принципом в электростатике является постулат об электроне — элементарной частице, входящей в состав любого атома и легко отделяющейся от него под воздействием внешних сил. Помимо этого, действуют постулаты об отталкивании одноимённых зарядов и притягивании разноимённых.

Видео по теме

Внесистемные единицы, допускаемые к применению

Наименование величины Единица
Наименование Обозначение Определение
международное русское
Масса тонна t Т 103 кг
атомная единица массы U а. е. м. 1,66057×10-27 кг
Время минута min мин 60 с
час ч ч 3600 с
сутки сут сут 86 400 с
Плоский угол градус … ° … ° π/180 рад = 1,745 329…×10-2 рад
минута … ´ … ´ π/10 800 рад = 2,908 882…× 10-4
секунда … ´ ´ … ´ ´ π/648 000 рад = 4,848 137…×10-6
Объем, вместимость литр l л 10-3 м3
Длина астрономическая единица ua а.е. 1,49598×1011 м (приблизительно)
световой год св. год 9,4605×1015 м (приблизительно)
парсек рс пк 3,0857×1016 м (приблизительно)
Оптическая сила диоптрия дптр 1 м-1
Площадь гектар ha га 104 м2
Энергия электрон-вольт eV эВ 1,60219×10-19 Дж (приблизительно)

Основные формулы раздела «Электрическое поле»

Электрическое поле

4.3

(86.67%)

3

votes

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...
Электрик в Дом