חוק קולון מתאר את הכוח החשמלי הפועל בין שני מטענים חשמליים. חוק זה מהווה את הבסיס להבנת אינטראקציות חשמליות בין גופים טעונים.
חוק קולון, אשר נקרא על שם הפיזיקאי הצרפתי שארל-אוגוסטין דה קולון שהיה אחד הראשונים שחקר באופן כמותי את הכוחות הפועלים בין שני גופים טעונים. מדידותיו התבססו על מיתקן הנקרא מאזני פיתול. בשנת 1786 הוא הצליח לתת ביטוי כמותי לגודלו של הכוח החשמלי שמפעילים זה על זה שני חלקיקים נקודתיים טעונים (הכוונה למטענים שגודלם זניח ביחס למרחק ביניהם)
חוק קולון קובע כי הכוח החשמלי בין שני מטענים פרופורציונלי למכפלת גודלי המטענים ופרופורציונלי הפוך לריבוע המרחק ביניהם:
:כאשר
F - גודל הכוח החשמלי (ניוטון)
k - קבוע קולון (9x10⁹ N·m²/C²)
q1, q2 - המטענים החשמליים (קולון)
r - המרחק בין המטענים (מטרים)
:נראה אותכם מצליחים לבנות תרשים כוחות נכון ביישומון הבא
שני הכדורים זהים במסתם, נטענו במטענים שווי סימן. עבור המצב הנתון חשבו את גודלם וכיוונם של הכוחות והציבו אותם נכון בתרשים הכוחות
עקרון הסופרפוזיציה
Q כאשר מטען נקודתי כלשהו
q1, q2, q3, ...,נמצא בקרבת מערכת מטענים
אזי, כל אחד ממטעני המערכת מפעיל עליו כוח חשמלי לפי חוק קולון
הכוח השקול הפועל על המטען Q , מתקבל מתוך חיבור (וקטורי)
.של כל הכוחות הפועלים עליו מצד כל מטעני המערכת
,חוק קולון מנוסח עבור שני מטענים נקודתיים בלבד. כאשר נקבל גוף שאינו נקודתי או מערכת גופים טעונים. נשתמש בעיקרון סופרפוזיציה
:על עיקרון סופר פוזיציה במצגת
קובץ תיאוריה קצרה ותרגילים לדוגמה
קובץ תיאוריה מורחב וקובץ דוגמאות לחוק קולון ערך קובי שוורצבורד
בחן את עצמך: דף עבודה בנושא חוק קולון (פתרון)
תרגילית- כוח חשמלי בין מטענים נקודתיים שימוש בעקרון סופרפוזיציה
תוכלו להעזר סימולציה הבאה: https://www.geogebra.org/m/fk56rzua
חייבים להמשיך לתרגל : דף עבודה בנושא חוק קולון (ערך קובי שוורצבורד) (פתרון)
עקרון סופר-פוזיציה עוזר לנו להתמודד במערכת מרובת מטענים לדוגמה: במצגת כוח חשמלי שיוצרת טבעת טעונה
תוכלו להעזר בסימולציה הבאה: https://www.geogebra.org/m/wejwu92d
בסימולציה הבאה תוכלו לשנות את מיקום המטענים, גודלם וסימנם כרצונכם.
הסימולציה מראה לכם את שקול הכוחות הפועל על כל אחד מהמטענים
אתם צריכים לחשב את גודלו וכיוונו של שקול הכוחות הפועל על מטען QA