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:

  1. Точковість зарядів — відстань між зарядженими тілами має бути набагато більшою від розмірів тіл.
  2. Нерухомість зарядів. У протилежному випадку потрібно враховувати магнітне поле заряду, що рухається.
  3. 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)

k = 8,987742438·109 Н·м2·Кл-2

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.

Тест