Закон Кулона
У звичайних лабораторних дослідах для виявлення й вимірювання електричних зарядів використовується електрометр — прилад, що складається з металевого стрижня й стрілки, яка може обертатися навколо горизонтальної осі.
Сили електричного відштовхування зумовлюють поворот стрілки на певний кут, за яким можна судити про заряд, переданий стрижню електрометра.
Електрометр є досить грубим приладом; він не дозволяє досліджувати сили взаємодії зарядів.
Закон Кулона
Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Закон Кулона — один з основних законів електростатики, який визначає величину та напрямок сили взаємодії між двома нерухомими точковими зарядами. Експериментально з задовільною точністю закон вперше встановив Генрі Кавендіш у 1773. Він використовував метод сферичного конденсатора, але не опублікував своїх результатів. У 1785 році закон був встановлений Шарлем Кулоном за допомогою спеціальних крутильних терезів.
Терези вирізнялися надзвичайно високою чутливістю. Так, наприклад, коромисло ваг поверталося на 1° під дією сили близько 10-9 Н.
Електростатична сила взаємодії F12 двох точкових нерухомих зарядів q1 та q2 у вакуумі прямо пропорційна добутку абсолютних значень зарядів і обернено пропорційна квадрату відстані r12 між ними.
Точковий заряд — електрично заряджене тіло, розмірами якого, порівняно з відстанню, на якій розглядається електрична взаємодія, можна знехтувати.
Назва «точковий заряд» не означає, що заряд розміщений на матеріальній точці. Всі тіла мають кінцеві розміри, ті самі заряди в одних випадках можуть уважатися точковими, в інших — ні.
Для виконання сформульованого закону необхідно, щоб виконувалися такі умови:
- Точковість зарядів — відстань між зарядженими тілами має бути набагато більшою від розмірів тіл.
- Нерухомість зарядів. У протилежному випадку потрібно враховувати магнітне поле заряду, що рухається.
- Закон сформульовано для зарядів у вакуумі.
Електростатична стала
Коефіцієнт пропорційності k має назву електростатичної сталої. Він залежить від вибору одиниць вимірювання. Так, у Міжнародній системі одиниць (СІ)
Фізичний зміст цього коефіцієнта такий: два точкових заряди по 1 Кл кожний, розташовані на відстані 1 м один від одного, взаємодіють із силою, що дорівнює 9 ·109 Н.
Щоб уявити собі цю величезну силу, наведемо порівняння: вона дорівнює вазі навантаженого поїзда, довжина якого дорівнює приблизно відстані від Харкова до Києва.
Тепер стає зрозуміло, чому неможливо передати заряд 1 Кл тілу «звичайних» розмірів.