Coulumbův zákon Příklad Příklad

The Coulumbův zákon, také známý jako zákon elektrických nábojů, je to zákon elektrostatiky, který se skládá z objevu, že poplatky se stejným znamením odpuzují a poplatky s opačným znamením přitahují. Columbův zákon byl objeveno uživatelem francouzský vědec Carlos Agustín de Coulumb v roce 1795. Objev přišel po pozorování, jak elektricky nabitá koule reagovala v a torzní rovnováha, vzdalování nebo přiblížení, když se k ní přiblížila jiná sféra také s nábojem elektrický. Elektrické náboje byly přenášeny do koulí třením tyče o různé materiály, jako je vlna, hedvábí a další vlákna.

V důsledku svých pozorování si to uvědomil když interagují dva elektrické náboje se stejným znaménkem, to je oba jsou pozitivní nebo oba jsou negativní, mají tendenci se oddělovat, tj. odpuzují a když jsou náboje opačného znaménka, přitahují je. Uvědomil si také, že síla, kterou se přitahují nebo odpuzují, je ve vztahu k elektrickému náboji a vzdálenosti, ve které jsou náboje. Uvedl to takto:

Přitažlivá nebo odpudivá síla mezi dvěma elektrickými náboji je přímo úměrná elektrickému náboji a nepřímo úměrná druhé mocnině vzdálenosti, která je odděluje.

To znamená, že čím větší je náboj, tím větší je síla, kterou se navzájem přitahují nebo odpuzují, a čím větší je vzdálenost mezi náboji, tím nižší je přitažlivá síla.

Dalším faktorem, který ovlivňuje přitažlivou sílu, je okolní prostředí, protože elektrická vodivost se liší v závislosti na prostředí. Tato hodnota vodivosti média se nazývá dielektrická konstanta.

Atraktivní nebo odpudivé síly se vypočítají podle následujícího vzorce:

Hodnoty jsou následující:

F: je síla, kterou budeme počítat.

k: je dielektrická konstanta, tj. vodivost média, které obklopuje elektrické náboje. Pro vzduch a vakuum je jeho hodnota 9 X 10⁶ N m²/ C.².

co₁, co₂: Jsou to elektrické náboje, které je třeba vzít v úvahu, průměry v Coulumbs. Coulumb je míra elektrického náboje, která může mít kladnou nebo zápornou hodnotu. Hodnota Coulumb je 6,241 509 X 10¹⁸ elektrony. Pokud je hodnota záporná (záporný náboj), znamená to, že se jeho náboj může vzdát elektronů. Pokud je jeho hodnota kladná (kladný náboj), znamená to, že může absorbovat elektrony. Poplatky se obecně měří v dílčích násobcích, jako jsou milliCoulumbs (mC) nebo microCoulumbs (mC)

d: je vzdálenost mezi náboji, měřená v metrech. Mohou být také měřeny v dílčích násobcích, jako jsou centimetry (cm), milimetry (mm) nebo mikrony nebo mikrometry (mm).

Příklady výpočtu Coulumbova zákona:

Příklad 1: Pokud máme dva elektrické náboje 5 mC a 7 mC, oddělené 3 mm, určíme, zda se budou navzájem přitahovat nebo odpuzovat, a vypočítáme sílu, s níž to dělají.

Jelikož jsou dva náboje kladné, tj. Se stejným znamením, budou se navzájem odpuzovat (přitahování poplatků se stejným znamením).

Nyní zapíšeme hodnoty, které nahradíme ve vzorci. Nahradíme dílčí násobky mocnin tvaru 10^X, pro zjednodušení výpočtů:

k = 9 X 10⁹ N m²/ C.²
co₁ = 5 mC = 5 x 10^-3 C
co₂ = 7 mC = 7 x 10^-3 C
d = 3 mm = 3 x 10^-3 m

Nyní provádíme operace, počínaje násobením druhého člena:

(co₁) (co₂) = (5 X 10^-3) (7 X 10^-3) = 35 X 10^-6 C
d² = (3 X 10^-3)² = 9 X 10^-6

Děláme rozdělení:

(35 x 10^-6) / (9 X 10^-6) = 3,88 X 10⁰ = 3.88

Výsledek vynásobíme konstantou:

(9 X 10⁹) (3,88) = 34,92 X 10⁹ N

Příklad 2: Vypočítejte vzdálenost mezi náboji, pokud víme, že existuje atraktivní síla -25 X 10⁵ N a poplatky jsou 2 mC a -4 mC.

V tomto příkladu, protože známe hodnoty F a k, musíme nejdříve vydělit F k, abychom zjistili, kolik je hodnota [(q₁) (co₂)] / d²:

-25 / 9 = -2,77 X 10^5-9= 2,77 X 10^-4

Již víme, že hodnota [(q₁) (co₂)] / d² je 2,77 X 10^-4

Nyní tento výsledek vydělíme hodnotou poplatků.

(co₁) (co₂) = (2 X10^-3) (- 4 X 10^-3) = -8 X 10^-6

Nyní rozdělíme 2,77 X10^-4 mezi -8 X 10^-6

2,77 X10^-4 / -8 X 10^-6 = 0,34625 X10² = 34.625

Připomeňme, že tento výsledek je d², takže musíme vypočítat druhou odmocninu, abychom získali vzdálenost v metrech:

Nezapomeňte zanechat své komentáře.