Скачать + смотреть онлайн

видео 2022

бесплатно в хорошем качестве HD

Т. Закон Кулона

Материал из PhysBook
Версия от 14:13, 19 июня 2012; Osnial (обсуждение | вклад)

(разн.) ← Предыдущая | Текущая версия (разн.) | Следующая → (разн.)
Перейти к: навигация, поиск

Взаимодействие заряженных тел. Закон Кулона

Опыты французского физика Ш. Дюфе показали, что тела, имеющие заряды противоположного (одинакового) знака, взаимно притягиваются (отталкиваются). При этом сила взаимодействия между наэлектризованными телами сложным образом зависит от формы наэлектризованных тел и характера распределения заряда на них. Поэтому не существует единой простой формулы, описывающей электростатическое взаимодействие для произвольного случая. И только для точечных зарядов закон взаимодействия записывается в достаточно простой форме.

Рис. 1

Закон взаимодействия точечных электрических зарядов был открыт в 1785 г. Ш. Кулоном с помощью крутильных весов. Крутильные весы (рис. 1) состоят из двух одинаковых шариков А и С; шарик А укреплен на коромысле, связанном с противовесом В и нитью L, верхний конец которой укреплен на крутильной головке T. Шарик С прибора укреплен на изолированном стержне и вводится внутрь прибора. Шарики А и С приводятся в соприкосновение, и так как шарики одинаковые, то заряд шарика С поровну распределяется между ними. Шарики отталкиваются друг от друга. По углу закручивания нити определяют силу взаимодействия заряженных шариков. Расстояние r между шариками измеряют по шкале, нанесенной на боковой поверхности цилиндра. Изменяя r и q, Ш. Кулон нашел, что \(~F = k \frac{|q_1||q_2|}{r^2}\) или, векторном виде, \(~\vec F = k \frac{q_1 q_2}{r^2} \cdot \frac{\vec r}{r}\) , где \(~\frac{\vec r}{r}\) — единичный вектор. Силы взаимодействия двух одноименно заряженных шариков изображены на рисунке 2.

Рис. 2

Сила взаимодействия между двумя неподвижными точечными электрическими зарядами в вакууме прямо пропорциональна произведению величин зарядов, обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними и направлена вдоль прямой, соединяющей эти заряды.

Закон Кулона справедлив и для заряженных шаров на любом расстоянии между их центрами, если объемная или поверхностная плотность заряда каждого из них постоянна. (Отметим, что в отличие от гравитационного электростатическое взаимодействие может приводить к притяжению и отталкиванию тел.)

Коэффициент пропорциональности k = 9·109 Н·м2/Кл2. Часто вместо k используют другую постоянную, называемую электрической постоянной\[~\varepsilon_0 = \frac{1}{4 \pi k}\] = 8,85·10-12 Кл2/(Н·м2). Тогда закон Кулона можно записать так:

\(~F = \frac{|q_1||q_2|}{4 \pi \varepsilon_0 r^2} .\)

Сила взаимодействия точечных неподвижных зарядов в среде с диэлектрической проницаемостью ε

\(~F = \frac{|q_1||q_2|}{4 \pi \varepsilon_0 \varepsilon r^2} .\)

Для вакуума и воздуха ε = 1, в любой другой среде сила взаимодействия уменьшается в ε раз.

Литература

Аксенович Л. А. Физика в средней школе: Теория. Задания. Тесты: Учеб. пособие для учреждений, обеспечивающих получение общ. сред, образования / Л. А. Аксенович, Н.Н.Ракина, К. С. Фарино; Под ред. К. С. Фарино. — Мн.: Адукацыя i выхаванне, 2004. — C. 213-214.

Смотреть HD

видео онлайн

бесплатно 2022 года

Персональные инструменты
Пространства имён

Варианты
Действия
Учебники
Журнал "Квант"
Разделы физики
Общие
Инструменты