это заряд, который переносится за 1 секунду током в 1 ампер. Сила Кулона – это центральная сила, так как она направлена вдоль прямой, соединяющей центры тел. Ампер определяется путем принятия фиксированного численного значения элементарного заряда e равным 1,602176634 ×10-19 кулонов.[5] Ранее ампер определялся в терминах двух проводов бесконечной протяженности.
Чему равен 1 Кулон?
Сила Кулона – это центральная сила, так как она направлена вдоль прямой, соединяющей центры тел. Так как в условии сказано, что шарики подвешены в среде с диэлектрической проницаемостью, а размеры шариков пренебрежимо малы по сравнению с расстоянием между ними, то в соответствии с законом Кулона сила, с которой будут отталкиваться шарики, будет равна. Кулон нашёл простой способ изменения заряда одного из шариков в 2, 4 и более раза, соединяя его с таким же незаряженным шариком. Таким образом, 1 кулон равен приблизительно 6,242 × 10^18 элементарных зарядов, что соответствует количеству электронов или протонов, необходимых для создания заряда в 1 кулон. Эксперименты, проведённые в 1971 г. в США Э. Р. Уильямсом, Д. Е. Фоллером и Г. А. Хиллом, показали, что показатель степени в законе Кулона равен 2 с точностью до (3,1±2,7)×10−16{displaystyle (3,1pm 2,7)times 10^{.
Точечный электрический заряд Q
- Связанные вопросы
- Что можно определить с помощью закона кулона. Закон сохранения электрического заряда
- Кулон - Coulomb - Википедия
- Дополнительные материалы по теме: Кулон
- Основные ссылки
- чему равен 1 кулон - Умные вопросы
Что такое единица измерения Кулон
Формула Кулона выглядит так: Обозначение букв: q — величина заряда, r — расстояние межу ними, k — коэффициент, зависит от выбранной системы единиц. Величина заряда q может быть условно-положительной или условно-отрицательной. Это деление весьма условно. При соприкосновении тел заряд может передаваться от одного к другому. Отсюда следует, что одно и то же тело может иметь разный по величине и знаку заряд. Точечным называется такой заряд или тело, размеры которого много меньше, чем расстояние возможного взаимодействия. Стоит учитывать что среда, в которой расположены заряды, влияет на F взаимодействия. Так как в воздухе и в вакууме условия почти одинаковы, открытие Кулона применимо только для этих сред, это одно из условий применения этого вида формулы. Как уже было сказано, в системе СИ единица измерения заряда — Кулон, сокращено Кл.
Она характеризует количество электричества в единицу времени. Выступает производной от основных единиц СИ. Из-за того что носители отталкиваются друг от друга, их сложно удержать в небольшом теле, хотя сам по себе ток в 1А небольшой, если он протекает в проводнике. Например, в той же лампе накаливания на 100 Вт течет ток в 0,5 А, а в электрообогревателе и больше 10 А. Такая сила 1 Кл примерно равна действующей на тело массой 1 т со стороны земного шара. Вы могли заметить, что формула практически такая же, как и в гравитационном взаимодействии, только если в ньютоновской механике фигурируют массы, то в электростатике — заряды. Для диэлектрика добавляется E — диэлектрическая проницаемость среды, тогда закон Кулона может применяться для расчетов сил взаимодействия зарядов для вакуума и среды.
Тела имеющие заряд одной полярности отталкиваются, а разных полярностей притягиваются. Электрический заряд измеряется в Кулонах Coulomb. Обозначение К. Международное обозначение C. Заряд в формулах обычно обозначается буквой Q. Электрический заряд электрона равен около 1.
Использованная литература: Сивухин Д. Общий курс физики. Ландау Л. Теоретическая физика: Учеб. Ландсберг Г. Элементарный учебник физики. Том II. Электричество и магнетизм. Примеры статического электричества Грозы на Земле. Вид с Международной космической станции. Фотографии НАСА. Мы с детства инстинктивно боимся грома, хотя сам по себе он абсолютно безопасен — просто акустическое следствие грозного удара молнии, которая и вызвана атмосферным статическим электричеством. Моряки времён парусного флота впадали в священный трепет, наблюдая огоньки святого Эльма на своих мачтах, которые тоже являются проявлением атмосферного статического электричества. Люди наделяли верховных богов древних религий неотъемлемым атрибутом в виде молний, будь то греческий Зевс, римский Юпитер, скандинавский Тор или Перун русичей. Самолет Air Canada на земле во время заправки С тех пор, как люди впервые начали интересоваться электричеством, прошли века, и мы даже порой не подозреваем, что учёные, сделав из изучения статического электричества глубокомысленные выводы, спасают нас от ужасов пожаров и взрывов. Мы укротили электростатику, нацелив в небо пики громоотводов и снабдив бензовозы заземляющими устройствами, позволяющими электростатическим зарядам безопасно уходить в землю. И, тем не менее, статическое электричество продолжает хулиганить, создавая помехи приёму радиосигналов — ведь на Земле одновременно бушует до 2000 гроз, которые ежесекундно генерируют до 50 разрядов молний. Исследованием статического электричества люди занимались с незапамятных времён; даже термину «электрон» мы обязаны древним грекам, хотя они подразумевали под этим несколько иное — так они называли янтарь, который прекрасно электризовался при трении др. К сожалению, наука о статическом электричестве не обошлась без жертв — российский учёный Георг Вильгельм Рихман во время проведения эксперимента был убит разрядом молнии, которая является наиболее грозным проявлением атмосферного статического электричества. Статическое электричество и погода В первом приближении, механизм образования зарядов грозового облака во многом сходен с механизмом электризации расчёски — в нём точно так же происходит электризация трением.
То есть между разноимёнными зарядами действует электрическое притяжение, а между одноимёнными — отталкивание. Таким образом, закон Кулона описывает взаимодействие между двумя электрическими зарядами, которое лежит в основе всех электромагнитных взаимодействий. Для того чтобы действовал сформулированный выше закон, необходимо выполнение следующий условий: соблюдение точечности зарядов; неподвижность заряженных тел; закон выражает зависимости между зарядами в вакууме. Описанная выше закономерность при определённых условиях применима для описания процессов квантовой механики. Правда, закон Кулона формулируется без понятия силы. Вместо силы используется понятие потенциальной энергии кулоновского взаимодействия. Закономерность получена путём обобщения экспериментальных данных. Следует отметить, что на сверхмалых расстояниях при взаимодействиях элементарных частиц порядка 10 — 18 м проявляются электрослабые эффекты. В этих случаях закон Кулона, строго говоря, уже не соблюдается. Формулу можно применять с учётом поправок. В такой среде кулоновский потенциал уменьшается не обратно пропорционально, а экспоненциально. Они используются для описания законов всемирного тяготения. Закон Кулона стал первым открытым количественным фундаментальным законом, обоснованным математически. Его значение в исследованиях электромагнитных явлений трудно переоценить. С момента открытия и обнародования закона Кулона началась эра изучения электромагнетизма, имеющего огромное значение в современной жизни. Коэффициент пропорциональности k и электрическая постоянная В формуле закона Кулона есть параметры k — коэффициент пропорциональности или — электрическая постоянная. Электрическая постоянная представлена во многих справочниках, учебниках, интернете, и её не нужно считать! Коэффициент пропорциональности в вакууме на основе можно найти по известной формуле: Здесь — число пи, — коэффициент пропорциональности в вакууме. Дополнительная информация! Не зная представленные выше параметры, найти силу взаимодействия между двумя точечными электрическими зарядами не получится. Формулировка и формула закона Кулона Чтобы подытожить вышесказанное, необходимо привести официальную формулировку главного закона электростатики. Она принимает вид: Сила взаимодействия двух покоящихся точечных зарядов в вакууме прямо пропорциональна произведению этих зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Причём произведение зарядов необходимо брать по модулю! В данной формуле q1 и q2 — это точечные заряды, рассматриваемые тела; r2 — расстояние на плоскости между этими телами, взятое в квадрате; k — коэффициент пропорциональности для вакуума. Закон Кулона в диэлектриках и для зарядов в веществе. Выше было упомянуто, что формула, определяющая зависимость силы от величины точечных зарядов и расстояния между ними, справедлива для вакуума. В среде сила взаимодействия уменьшается благодаря явлению поляризации. В однородной изотопной среде уменьшение силы пропорционально определённой величине, характерной для данной среды. Эту величину называют диэлектрической постоянной. Другое название — диэлектрическая проницаемость.
Кулон - единица измерения электрического заряда.
Таким образом, 1 кулон равен приблизительно 6,242 × 10^18 элементарных зарядов, что соответствует количеству электронов или протонов, необходимых для создания заряда в 1 кулон. Закон Кулона справедлив только для точечных и неподвижных заряженных тел. Принцип суперпозиции электрических сил: суммарная электрическая сила, действующая на данный заряд, равна векторной сумме сил, действующих со стороны каждого заряда. Элементарный заряд (заряд электрона) равен −1. Кулон единица измерения: что измеряется в кулонах, чему равен кулон. Показатель электрической постоянной равен e0=8,85×10-12Кл(вквадрате) H×m2. Закон Кулона для однородной и изотропной сред будет писаться в таком виде. Элементарный заряд (заряд электрона) равен −1. Кулон единица измерения: что измеряется в кулонах, чему равен кулон.
Закон Кулона
Введите величину для перевода. После этого величина будет переведена во все единицы измерения, которые поддерживает калькулятор. После отображения результата операции и всякий раз, когда это уместно, появляется опция округления результата до определенного количества знаков после запятой. После этого он преобразует введенное значение во все соответствующие единицы измерения, которые ему известны. В списке результатов вы, несомненно, найдете нужное вам преобразованное значение.
Иначе: Два точечных заряда в вакууме действуют друг на друга с силами, которые пропорциональны произведению модулей этих зарядов, обратно пропорциональны квадрату расстояния между ними и направлены вдоль прямой, соединяющей эти заряды. Эти силы называются электростатическими кулоновскими. Важно отметить, что для того, чтобы закон был верен, необходимы: точечность зарядов — то есть расстояние между заряженными телами много больше их размеров — впрочем, можно доказать, что сила взаимодействия двух объёмно распределённых зарядов со сферически симметричными непересекающимися пространственными распределениями равна силе взаимодействия двух эквивалентных точечных зарядов, размещённых в центрах сферической симметрии; их неподвижность.
Иначе вступают в силу дополнительные эффекты: магнитное поле движущегося заряда и соответствующая ему дополнительная сила Лоренца, действующая на другой движущийся заряд; взаимодействие в вакууме.
В СГСЭ В СИ Закон Кулона в квантовой механике В квантовой механике закон Кулона формулируется не при помощи понятия силы, как в классической механике, а при помощи понятия потенциальной энергии кулоновского взаимодействия. В случае, когда рассматриваемая в квантовой механике система содержит электрически заряженные частицы, к оператору Гамильтона системы добавляются слагаемые, выражающие потенциальную энергию кулоновского взаимодействия, так, как она вычисляется в классической механике. Так, оператор Гамильтона атома с зарядом ядра Z имеет вид:. Здесь m — масса электрона, е — его заряд, — абсолютная величина радиус-вектора j-го электрона,. Первое слагаемое выражает кинетическую энергию электронов, второе слагаемое — потенциальную энергию кулоновского взаимодействия электронов с ядром и третье слагаемое — потенциальную кулоновскую энергию взаимного отталкивания электронов. Суммирование в первом и втором слагаемом ведется по всем N электронам. В третьем слагаемом суммирование идёт по всем парам электронов, причём каждая пара встречается однократно. Закон Кулона с точки зрения квантовой электродинамики Согласно квантовой электродинамике, электромагнитное взаимодействие заряженных частиц осуществляется путём обмена виртуальными фотонами между частицами.
Принцип неопределённости для времени и энергии допускает существование виртуальных фотонов на время между моментами их испускания и поглощения. Чем меньше расстояние между заряженными частицами, тем меньшее время нужно виртуальным фотонам для преодоления этого расстояния и следовательно, тем большая энергия виртуальных фотонов допускается принципом неопределенности. При малых расстояниях между зарядами принцип неопределённости допускает обмен как длинноволновыми, так и коротковолновыми фотонами, а при больших расстояниях в обмене участвуют только длинноволновые фотоны. Таким образом, с помощью квантовой электродинамики можно вывести закон Кулона. История Впервые исследовать экспериментально закон взаимодействия электрически заряженных тел предложил Г. Рихман в 1752—1753 гг. Он намеревался использовать для этого сконструированный им электрометр-«указатель».
Закон сохранения электрического заряда: Закон сохранения электрического заряда утверждает, что в замкнутой системе алгебраическая сумма всех электрических зарядов остается постоянной. Это означает, что электрический заряд не может появляться из ниоткуда или исчезать, а только перераспределяться между объектами. Если один объект приобретает положительный заряд, то другой объект должен приобрести равный по величине, но противоположный по знаку заряд. Из закона сохранения электрического заряда следует, что величина заряда электрона является постоянной и равна единственному элементарному заряду. Он обозначается символом «е» и составляет 1.
Содержание
- Каким прибором измеряется электрический заряд?
- Кулон - Coulomb
- Что такое кулон
- Закон Кулона - формула, векторная форма, задачи с решениями
- Закон Кулона • Джеймс Трефил, энциклопедия «Двести законов мироздания»
- Связанные вопросы
Перевод кулон
Заряд может передаваться от одного тела к другому только порциями, содержащими целое число элементарных зарядов. Таким образом, электрический заряд тела — дискретная величина: Физические величины, которые могут принимать только дискретный ряд значений, называются квантованными. Элементарный заряд e является квантом наименьшей порцией электрического заряда. Следует отметить, что в современной физике элементарных частиц предполагается существование так называемых кварков — частиц с дробным зарядом и Однако, в свободном состоянии кварки до сих пор наблюдать не удалось.
В обычных лабораторных опытах для обнаружения и измерения электрических зарядов используется электрометр — прибор, состоящий из металлического стержня и стрелки, которая может вращаться вокруг горизонтальной оси рис. Стержень со стрелкой изолирован от металлического корпуса. При соприкосновении заряженного тела со стержнем электрометра, электрические заряды одного знака распределяются по стержню и стрелке.
Силы электрического отталкивания вызывают поворот стрелки на некоторый угол, по которому можно судить о заряде, переданном стержню электрометра. Рисунок 1. Перенос заряда с заряженного тела на электрометр Электрометр является достаточно грубым прибором; он не позволяет исследовать силы взаимодействия зарядов.
Примеры статического электричества Грозы на Земле. Вид с Международной космической станции. Фотографии НАСА. Мы с детства инстинктивно боимся грома, хотя сам по себе он абсолютно безопасен — просто акустическое следствие грозного удара молнии, которая и вызвана атмосферным статическим электричеством. Моряки времён парусного флота впадали в священный трепет, наблюдая огоньки святого Эльма на своих мачтах, которые тоже являются проявлением атмосферного статического электричества. Люди наделяли верховных богов древних религий неотъемлемым атрибутом в виде молний, будь то греческий Зевс, римский Юпитер, скандинавский Тор или Перун русичей. Самолет Air Canada на земле во время заправки С тех пор, как люди впервые начали интересоваться электричеством, прошли века, и мы даже порой не подозреваем, что учёные, сделав из изучения статического электричества глубокомысленные выводы, спасают нас от ужасов пожаров и взрывов. Мы укротили электростатику, нацелив в небо пики громоотводов и снабдив бензовозы заземляющими устройствами, позволяющими электростатическим зарядам безопасно уходить в землю.
И, тем не менее, статическое электричество продолжает хулиганить, создавая помехи приёму радиосигналов — ведь на Земле одновременно бушует до 2000 гроз, которые ежесекундно генерируют до 50 разрядов молний. Исследованием статического электричества люди занимались с незапамятных времён; даже термину «электрон» мы обязаны древним грекам, хотя они подразумевали под этим несколько иное — так они называли янтарь, который прекрасно электризовался при трении др. К сожалению, наука о статическом электричестве не обошлась без жертв — российский учёный Георг Вильгельм Рихман во время проведения эксперимента был убит разрядом молнии, которая является наиболее грозным проявлением атмосферного статического электричества. Статическое электричество и погода В первом приближении, механизм образования зарядов грозового облака во многом сходен с механизмом электризации расчёски — в нём точно так же происходит электризация трением. Льдинки, образуясь из мелких капелек воды, охлаждённой из-за переноса восходящими потоками воздуха в верхнюю, более холодную, часть облака, сталкиваются между собой. Более крупные льдинки заряжаются при этом отрицательно, а меньшие — положительно. Из-за разницы в весе происходит перераспределение льдинок в облаке: крупные, более тяжёлые, опускаются в нижнюю часть облака, а более лёгкие льдинки меньшего размера собираются в верхней части грозового облака. Хотя всё облако в целом остаётся нейтральным, нижняя часть облака получает отрицательный заряд, а верхняя — положительный.
Читайте также: Как правильно подключить УЗО и автомат: способы и особенности подключения Франклин на стодолларовой купюре Подобно наэлектризованной расческе, притягивающей воздушный шарик из-за индуцирования на его ближней к расческе стороне противоположного заряда, грозовое облако индуцирует на поверхности Земли положительный заряд. По мере развития грозового облака, заряды увеличиваются, при этом растёт напряжённость поля между ними, и, когда напряжённость поля превысит критическое значение для данных погодных условий, происходит электрический пробой воздуха — разряд молнии. На бога надейся, а про молниеотвод не забывай! Человечество обязано Бенджамину Франклину — впоследствии президенту Высшего исполнительного совета Пенсильвании и первому Генеральному почтмейстеру США — за изобретение громоотвода точнее было бы назвать его молниеотводом , навсегда избавившего население Земли от пожаров, вызываемых попаданием молний в здания.
Сименс равен электрической проводимости провод-ника сопротивлением 1 0м. Ампер равен магнитодвижущей силе вдоль замкну-того контура, сцепленного с контуром постоянного тока силой 1 А.
В амперах выражается также раз-ность магнитных потенциалов. Магнитный поток.
Численно он равен:. Как видите, вид выражений, количественно описывающих гравитационное и электростатическое взаимодействия, очень похож. В числителях обоих выражений — произведение единиц, характеризующих данный тип взаимодействия. Для гравитационного — это массы, для электромагнитного — заряды. В знаменателях обоих выражений — квадрат расстояния между объектами взаимодействия. Обратная зависимость от квадрата расстояния часто встречается во многих физических законах. Это позволяет говорить об общей закономерности, связывающей величину эффекта с квадратом расстояния между объектами взаимодействия.
Эта пропорциональность справедлива для гравитационного, электрического, магнитного взаимодействий, силы звука, света, радиации и т. Объясняется это тем, что площадь поверхности сферы распространения эффекта увеличивается пропорционально квадрату радиуса см. Сила взаимодействия двух точечных зарядов в 1 Кл Казалось бы, эта сила огромна.
Перевод кулон
Закон Кулона звучит следующим образом: два неподвижных точечных электрических заряда в вакууме взаимодействуют с силой, прямо пропорциональной произведению модулей этих зарядов и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними. В соответствии с законом Кулона, напряженность электростатического поля, создаваемого точечным зарядом Q на расстоянии r от него, равна по модулю: Формула Напряженность электрического поля точечного заряда. Закон Кулона справедлив только для точечных и неподвижных заряженных тел. Принцип суперпозиции электрических сил: суммарная электрическая сила, действующая на данный заряд, равна векторной сумме сил, действующих со стороны каждого заряда.
Кулоны в системе си
Сила Кулона – это центральная сила, так как она направлена вдоль прямой, соединяющей центры тел. Закон Кулона — это один из основных законов электростатики. Экспозиционная доза измеряется по ионизации воздуха и равна количеству электричества, образующегося под действием γ-излучения в 1 кг воздуха. В СИ экспозиционная доза выражается в кулонах на кг (Кл/кг). Кулон (ампер-секунда) равен количеству электричества, проходящему через поперечное сечение проводника при токе 1А за время 1 с; названа в честь Ш. Кулона. Кулон (позже «абсолютный кулон» или «абкулон» для значения) был частью системы единиц EMU.
Чему равен 1 кулон?
Его значение в исследованиях электромагнитных явлений трудно переоценить. С момента открытия и обнародования закона Кулона началась эра изучения электромагнетизма, имеющего огромное значение в современной жизни. Коэффициент пропорциональности k и электрическая постоянная В формуле закона Кулона есть параметры k — коэффициент пропорциональности или — электрическая постоянная. Электрическая постоянная представлена во многих справочниках, учебниках, интернете, и её не нужно считать! Коэффициент пропорциональности в вакууме на основе можно найти по известной формуле: Здесь — число пи, — коэффициент пропорциональности в вакууме. Дополнительная информация! Не зная представленные выше параметры, найти силу взаимодействия между двумя точечными электрическими зарядами не получится.
Формулировка и формула закона Кулона Чтобы подытожить вышесказанное, необходимо привести официальную формулировку главного закона электростатики. Она принимает вид: Сила взаимодействия двух покоящихся точечных зарядов в вакууме прямо пропорциональна произведению этих зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Причём произведение зарядов необходимо брать по модулю! В данной формуле q1 и q2 — это точечные заряды, рассматриваемые тела; r2 — расстояние на плоскости между этими телами, взятое в квадрате; k — коэффициент пропорциональности для вакуума. Закон Кулона в диэлектриках и для зарядов в веществе. Выше было упомянуто, что формула, определяющая зависимость силы от величины точечных зарядов и расстояния между ними, справедлива для вакуума.
В среде сила взаимодействия уменьшается благодаря явлению поляризации. В однородной изотопной среде уменьшение силы пропорционально определённой величине, характерной для данной среды. Эту величину называют диэлектрической постоянной. Другое название — диэлектрическая проницаемость. Диэлектрическая постоянная воздуха очень близка к 1. Поэтому закон Кулона в воздушном пространстве проявляется так же как в вакууме.
Интересен тот факт, что диэлектрики могут накапливать электрические заряды, которые образуют электрическое поле. Проводники лишены такого свойства, так как заряды, попадающие на проводник, практически сразу нейтрализуются. Для поддержания электрического поля в проводнике необходимо непрерывно подавать на него заряженные частицы, образуя замкнутую цепь. Если два точечных заряда находятся в веществе, то сила их взаимного действия будет меньше, чем в вакууме. Работы известного физика использовались в процессе изобретения различных устройств, приборов, аппаратов. К примеру, молниеотвод.
При помощи молниеотвода жилые дома, здания защищают от попадания молнии во время грозы. Таким образом, повышается степень защиты электрического оборудования. Молниеотвод работает по следующему принципу: во время грозы на земле постепенно начинают скапливаться сильные индукционные заряды, которые поднимаются вверх и притягиваются к облакам. При этом на земле образуется немаленькое электрическое поле. Вблизи молниеотвода электрическое поле становится сильнее, благодаря чему от острия устройства зажигается коронный электрический заряд.
То есть между разноимёнными зарядами действует электрическое притяжение, а между одноимёнными — отталкивание. Таким образом, закон Кулона описывает взаимодействие между двумя электрическими зарядами, которое лежит в основе всех электромагнитных взаимодействий. Для того чтобы действовал сформулированный выше закон, необходимо выполнение следующий условий: соблюдение точечности зарядов; неподвижность заряженных тел; закон выражает зависимости между зарядами в вакууме. Описанная выше закономерность при определённых условиях применима для описания процессов квантовой механики. Правда, закон Кулона формулируется без понятия силы.
Вместо силы используется понятие потенциальной энергии кулоновского взаимодействия. Закономерность получена путём обобщения экспериментальных данных. Следует отметить, что на сверхмалых расстояниях при взаимодействиях элементарных частиц порядка 10 — 18 м проявляются электрослабые эффекты. В этих случаях закон Кулона, строго говоря, уже не соблюдается. Формулу можно применять с учётом поправок. В такой среде кулоновский потенциал уменьшается не обратно пропорционально, а экспоненциально. Они используются для описания законов всемирного тяготения. Закон Кулона стал первым открытым количественным фундаментальным законом, обоснованным математически. Его значение в исследованиях электромагнитных явлений трудно переоценить. С момента открытия и обнародования закона Кулона началась эра изучения электромагнетизма, имеющего огромное значение в современной жизни.
Коэффициент пропорциональности k и электрическая постоянная В формуле закона Кулона есть параметры k — коэффициент пропорциональности или — электрическая постоянная. Электрическая постоянная представлена во многих справочниках, учебниках, интернете, и её не нужно считать! Коэффициент пропорциональности в вакууме на основе можно найти по известной формуле: Здесь — число пи, — коэффициент пропорциональности в вакууме. Дополнительная информация! Не зная представленные выше параметры, найти силу взаимодействия между двумя точечными электрическими зарядами не получится. Формулировка и формула закона Кулона Чтобы подытожить вышесказанное, необходимо привести официальную формулировку главного закона электростатики. Она принимает вид: Сила взаимодействия двух покоящихся точечных зарядов в вакууме прямо пропорциональна произведению этих зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Причём произведение зарядов необходимо брать по модулю! В данной формуле q1 и q2 — это точечные заряды, рассматриваемые тела; r2 — расстояние на плоскости между этими телами, взятое в квадрате; k — коэффициент пропорциональности для вакуума. Закон Кулона в диэлектриках и для зарядов в веществе.
Выше было упомянуто, что формула, определяющая зависимость силы от величины точечных зарядов и расстояния между ними, справедлива для вакуума. В среде сила взаимодействия уменьшается благодаря явлению поляризации. В однородной изотопной среде уменьшение силы пропорционально определённой величине, характерной для данной среды. Эту величину называют диэлектрической постоянной. Другое название — диэлектрическая проницаемость.
Другими словами, под определение точечных зарядов подпадают такие заряженные тела, если их размерами, в условиях конкретного эксперимента, можно пренебречь.
Для точечных зарядов справедливо утверждение: Силы взаимодействия между ними направлены вдоль линии, проходящей через центры заряженных тел. Абсолютная величина каждой силы прямо пропорциональна произведению зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними см. Взаимодействие точечных зарядов Остаётся добавить, что векторы сил направлены друг к другу для разноименных зарядов, и противоположно, в случае с одноимёнными зарядами. То есть между разноимёнными зарядами действует электрическое притяжение, а между одноимёнными — отталкивание. Таким образом, закон Кулона описывает взаимодействие между двумя электрическими зарядами, которое лежит в основе всех электромагнитных взаимодействий. Для того чтобы действовал сформулированный выше закон, необходимо выполнение следующий условий: соблюдение точечности зарядов; закон выражает зависимости между зарядами в вакууме.
Границы применения Описанная выше закономерность при определённых условиях применима для описания процессов квантовой механики. Правда, закон Кулона формулируется без понятия силы. Вместо силы используется понятие потенциальной энергии кулоновского взаимодействия. Закономерность получена путём обобщения экспериментальных данных. Следует отметить, что на сверхмалых расстояниях при взаимодействиях элементарных частиц порядка 10 — 18 м проявляются электрослабые эффекты. В этих случаях закон Кулона, строго говоря, уже не соблюдается.
В числителях обоих выражений — произведение единиц, характеризующих данный тип взаимодействия. Для гравитационного — это массы, для электромагнитного — заряды. В знаменателях обоих выражений — квадрат расстояния между объектами взаимодействия. Обратная зависимость от квадрата расстояния часто встречается во многих физических законах. Это позволяет говорить об общей закономерности, связывающей величину эффекта с квадратом расстояния между объектами взаимодействия. Эта пропорциональность справедлива для гравитационного, электрического, магнитного взаимодействий, силы звука, света, радиации и т.
Объясняется это тем, что площадь поверхности сферы распространения эффекта увеличивается пропорционально квадрату радиуса см. Сила взаимодействия двух точечных зарядов в 1 Кл Казалось бы, эта сила огромна. Но стоит понимать, что ее порядок связан с еще одной характеристикой — величиной заряда 1 Кл. На практике заряженные тела, с которыми мы взаимодействуем в повседневной жизни, имеют заряд порядка микро- или даже нанокулонов.