Что такое закон Кулона
- Закон Кулона: Взаимодействие неподвижных зарядов
- Открытие закона Кулона
- Зависимость силы взаимодействия от модулей зарядов и расстояния
- Электрический заряд и его свойства
- Условия применения закона Кулона
- Принцип суперпозиции и его применение
Закон Кулона: Взаимодействие неподвижных зарядов
Согласно закону Кулона, сила взаимодействия неподвижных зарядов прямо пропорциональна произведению их модулей, при этом она обратно пропорциональна квадрату расстояния между зарядами. Этот закон был открыт французским физиком Шарлем Кулоном в 1785 году.
Открытие закона Кулона
Шарль Кулон проводил свои эксперименты с помощью крутильных весов, которые сам сконструировал. Эти весы обладали очень высокой чувствительностью и позволяли изучать силы притяжения и отталкивания заряженных шариков. В своих опытах Кулон исследовал взаимодействие небольших шариков, размеры которых были много меньше расстояния между ними. Такие заряженные тела, размерами которых можно пренебречь, называют точечными зарядами.
Зависимость силы взаимодействия от модулей зарядов и расстояния
Кулон провел множество опытов и установил зависимость между силой взаимодействия зарядов, произведением их модулей и квадратом расстояния между зарядами. Силы взаимодействия подчиняются третьему закону Ньютона: при одинаковых зарядах они являются силами отталкивания, а при разных - силами притяжения. Взаимодействие неподвижных электрических зарядов называется кулоновским или электростатическим.
Электрический заряд и его свойства
Электрический заряд - это физическая величина, характеризующая способность тел или частиц вступать в электромагнитные взаимодействия. Исследования свидетельствуют о существовании двух родов электрических зарядов - положительных и отрицательных. Разноименные заряды притягиваются, а одноименные - отталкиваются. Это отличает электромагнитные силы от гравитационных, которые всегда являются силами притяжения.
Условия применения закона Кулона
Закон Кулона выполняется для всех точечных заряженных тел, размеры которых много меньше расстояния между ними. Коэффициент пропорциональности в данном законе зависит от выбора системы единиц. В Международной системе СИ он равен 1/4πε0, где ε0 - электрическая постоянная.
Принцип суперпозиции и его применение
Опыты показали, что силы кулоновского взаимодействия подчиняются принципу суперпозиции. Это означает, что если заряженное тело взаимодействует с несколькими телами одновременно, то результирующая сила будет равна векторной сумме сил, которые действуют на данное тело со стороны других заряженных тел. Однако, следует применять принцип суперпозиции с осторожностью при взаимодействии заряженных тел конечных размеров, так как в этом случае взаимодействие может измениться из-за перераспределения зарядов.
