Coulumbi seaduse näide

The Coulumbi seadus, tuntud ka kui elektrilaengute seadus, on see elektrostaatika seadus, mis koosneb avastusest, et sama märgiga laengud tõrjuvad ja vastupidise märgiga laengud tõmbavad ligi. Kolumbuse seadus oli avastas prantsuse teadlane Carlos Agustín de Coulumb aastal 1795. Avastus tuli pärast vaatlemist, kuidas elektriliselt laetud kera reageeris a torsioonitasakaal, eemaldumine või lähenemine, kui sellele läheneb ka teine ​​laeng koos laenguga elektriline. Elektrilaengud suunati sfääridesse, hõõrudes varda erinevatele materjalidele, näiteks villale, siidile ja muudele kiududele.

Oma tähelepanekute tagajärjel mõistis ta seda kui suhtlevad kaks sama märgiga elektrilaengut, see on mõlemad on positiivsed või mõlemad negatiivsed, kipuvad nad lahku minema, see tähendab, et nad tõrjuvad ja kui laengud on vastupidise märgiga, mida nad meelitavad. Samuti mõistis ta, et jõud, millega nad üksteist meelitavad või tõrjuvad, on seotud elektrilaengu ja laengute kaugusega. Ta märkis seda järgmiselt:

Kahe elektrilaengu vaheline atraktiivne või tõrjuv jõud on otseselt proportsionaalne elektrilaenguga ja pöördvõrdeline neid eraldava kauguse ruuduga.

See tähendab, et mida suurem on laeng, seda suurem on jõud, millega nad üksteist meelitavad või tõrjuvad, ja mida suurem on laengute vaheline kaugus, seda väiksem on atraktiivne jõud.

Teine tõmbejõudu mõjutav tegur on ümbritsev keskkond, kuna elektrijuhtivus varieerub sõltuvalt keskkonnast. Seda keskkonna juhtivuse väärtust nimetatakse dielektriliseks konstandiks.

Atraktiivsed või tõrjuvad jõud arvutatakse järgmise valemiga:

Väärtused on järgmised:

F: on jõud, mille arvutame.

k: on dielektriline konstant, see tähendab elektrilaenguid ümbritseva keskkonna juhtivus. Õhu ja vaakumi korral on selle väärtus 9 X 10⁶ N m²/ C².

mida₁, mida₂: Need on elektrilaengud, mida tuleb arvestada, keskmised näitajad Coulumbsis. Coulumb on elektrilaengu mõõt, millel võib olla positiivne või negatiivne väärtus. Coulumbi väärtus on 6.241509 X 10¹⁸ elektronid. Kui väärtus on negatiivne (negatiivne laeng), tähendab see, et selle laeng võib elektronidest loobuda. Kui selle väärtus on positiivne (positiivne laeng), tähendab see, et see võib elektrone neelata. Laenguid mõõdetakse tavaliselt alamkordajatena, näiteks milliCoulumbs (mC) või microCoulumbs (mC)

d: laengute vaheline kaugus meetrites. Neid saab mõõta ka alaühikutes, näiteks sentimeetrites (cm), millimeetrites (mm) või mikronites või mikromeetrites (mm).

Coulumbi seaduse arvutamise näited:

Näide 1: Kui meil on kaks 5mC ja 7mC elektrilaengut, mis on eraldatud 3mm võrra, tehke kindlaks, kas need üksteist tõmbavad või tõrjuvad, ja arvutage jõud, millega nad seda teevad.

Kuna need kaks laengut on positiivsed, st sama märgiga, tõrjuvad nad üksteist (sama märgi laengud tõmbavad ligi).

Nüüd kirjutame üles väärtused, mis asendame valemis. Asendame vormi 10 alamjooned^x, arvutuste lihtsustamiseks:

k = 9 X 10⁹ N m²/ C²
mida₁ = 5 mC = 5 x 10^-3 C
mida₂ = 7 mC = 7 X10^-3 C
d = 3 mm = 3 X 10^-3 m

Nüüd teostame toimingud, alustades teise liikme korrutustest:

(mida₁) (mida₂) = (5 X 10^-3) (7 X 10^-3) = 35 X 10^-6 C
d² = (3 X 10^-3)² = 9 X 10^-6

Jaotame:

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

Korrutame tulemuse konstandiga:

(9 X 10⁹) (3,88) = 34,92 X10⁹ N

Näide 2: Arvutage laengute vaheline kaugus, kui teame, et sellel on atraktiivne jõud -25 X 10⁵ N ja laengud on 2mC ja -4mC.

Selles näites, kuna me teame F ja k väärtusi, jagame F kõigepealt k-ga, et teada saada, kui suur on [(q₁) (mida₂)] / d²:

-25 / 9 = -2,77 X10^5-9= 2,77 x 10^-4

Me juba teame, et [(q₁) (mida₂)] / d² on 2,77 x 10^-4

Nüüd jagame selle tulemuse tasude väärtusega.

(mida₁) (mida₂) = (2 X10^-3) (- 4 X 10^-3) = -8x10^-6

Nüüd jagame 2,77 X10^-4 vahemikus -8 X 10^-6

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

Tuletame meelde, et see tulemus on d², nii et kauguse saamiseks meetrites peame arvutama ruutjuure:

Ärge unustage oma kommentaare jätta.