კულუმბის კანონის მაგალითი მაგალითი

კულუმბის კანონი, ასევე ცნობილი როგორც ელექტრული მუხტების კანონი, ეს არის ელექტროსტატიკური კანონი, რომელიც შედგება აღმოჩენისგან, რომ იგივე ნიშნის მოგერიებისა და საპირისპირო ნიშნის მუხტი იზიდავს. კოლუმბის კანონი იყო აღმოაჩინა ფრანგი მეცნიერი კარლოს აგუსტინ დე კოლუმბი 1795 წელს. აღმოჩენა მას შემდეგ მოხდა, რაც დააკვირდა, თუ როგორ რეაგირებდა ელექტრონულად დატვირთული სფერო ა ბრუნვის წონასწორობა, დაშორება ან მოახლოება, როდესაც მას სხვა სფერო, აგრეთვე მუხტით, მიუახლოვდა ელექტრული. ელექტრული მუხტები სფეროებში გადადიოდა ჯოხით სხვადასხვა მასალებზე, მაგალითად, ბამბაზე, აბრეშუმსა და სხვა ბოჭკოებზე.

მისი დაკვირვების შედეგად, იგი მიხვდა, რომ როდესაც ერთი და იგივე ნიშნის ორი ელექტრო მუხტი ურთიერთქმედებს, ეს არის ორივე დადებითია ან ორივე უარყოფითი, ისინი განცალკევებისკენ მიდიან, ეს არის, ისინი მოგერიება და როდესაც ბრალდება საპირისპირო ნიშნისაა, რომელსაც ისინი იზიდავს. მან ასევე გააცნობიერა, რომ ის ძალა, რომლითაც ისინი იზიდავენ ან მოგერიებენ ერთმანეთს, არის ელექტრული მუხტი და მანძილი, რომელზეც მუხტებია. მან ეს შემდეგნაირად თქვა:

მიმზიდველი ან მოგერიებადი ძალა ორ ელექტრულ მუხტს შორის პირდაპირპროპორციულია ელექტრული მუხტისა და უკუპროპორციულია მანძილის კვადრატისა, რომელიც მათ ჰყოფს.

ეს ნიშნავს, რომ რაც მეტია მუხტი, მით მეტია ძალა, რომლითაც ისინი იზიდავენ ან მოგერიებენ ერთმანეთს და რაც უფრო მეტი მანძილია მუხტებს შორის, მით ნაკლებია მიმზიდველი ძალა.

კიდევ ერთი ფაქტორი, რომელიც გავლენას ახდენს მოზიდვის ძალაზე, არის მიმდებარე გარემო, ვინაიდან ელექტრული გამტარობა იცვლება გარემოდან გამომდინარე. საშუალო გამტარობის ამ მნიშვნელობას დიელექტრიკული მუდმივა ეწოდება.

მიმზიდველი ან მოგერიებითი ძალები გამოითვლება შემდეგი ფორმულით:

მნიშვნელობები შემდეგია:

F: არის ძალა, რომლის გამოთვლასაც ვაპირებთ.

კ: არის დიელექტრიკული მუდმივა, ანუ საშუალო გამტარობა, რომელიც გარშემორტყმულია ელექტრულ მუხტებზე. ჰაერისა და ვაკუუმისთვის მისი ღირებულებაა 9 X 10⁶ ნ მ²/ გ².

რა₁, რა₂: ისინი ელექტრული მუხტებია გასათვალისწინებელი, საშუალო კოლუმბებში. Coulumb არის ელექტრული მუხტის საზომი, რომელსაც შეიძლება ჰქონდეს დადებითი ან უარყოფითი მნიშვნელობა. კულონის ღირებულებაა 6.241509 X 10¹⁸ ელექტრონები. თუ მნიშვნელობა უარყოფითია (უარყოფითი მუხტი), ეს ნიშნავს, რომ მის მუხტს შეუძლია ელექტრონების დათმობა. თუ მისი მნიშვნელობა დადებითია (დადებითი მუხტი), ეს ნიშნავს, რომ მას ელექტრონების შთანთქმა შეუძლია. დატვირთვები ზოგადად იზომება ქვეჯგუფებში, მაგალითად, milliCoulumbs (mC) ან microCoulumbs (mC)

დ: არის მანძილი მუხტებს შორის, იზომება მეტრებით. მათი გაზომვა შეიძლება ასევე მრავალნაწევრებში, მაგალითად, სანტიმეტრი (სმ), მილიმეტრი (მმ), ან მიკრონი ან მიკრომეტრი (მმ).

კულუმბის კანონის გაანგარიშების მაგალითები:

მაგალითი 1: თუ გვაქვს ორი ელექტრო მუხტი 5mC და 7mC, 3 მმ დაშორებით, დაადგინეთ აპირებენ თუ არა ისინი ერთმანეთის მოზიდვას ან მოგერიებას და გამოთვალეთ ძალა, რითიც ისინი იქცევიან.

რადგან ორი მუხტი დადებითია, ანუ ერთი და იგივე ნიშნისაა, ისინი ერთმანეთს მოგერიდებათ (ერთი და იგივე ნიშნის მუხტები იზიდავს ერთმანეთს).

ახლა ჩვენ ჩამოვწერთ მნიშვნელობებს, რომლებსაც ჩავანაცვლებთ ფორმულაში.^x, გამოთვლების გასამარტივებლად:

k = 9 X 10⁹ ნ მ²/ გ²
რა₁ = 5 mC = 5 X 10^-3 გ
რა₂ = 7 mC = 7 X 10^-3 გ
d = 3 მმ = 3 X 10^-3 მ

ახლა ჩვენ ვასრულებთ ოპერაციებს, მეორე წევრის გამრავლებით დაწყებული:

(რა₁) (რა₂) = (5 X 10^-3) (7 X 10^-3) = 35 X 10^-6 გ
დ² = (3 X 10^-3)² = 9 X 10^-6

ჩვენ განყოფილებას ვაკეთებთ:

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

ჩვენ ვამრავლებთ შედეგს მუდმივზე:

(9 X 10⁹) (3.88) = 34,92 X 10⁹ ნ

მაგალითი 2: გამოთვალეთ მუხტებს შორის მანძილი, თუ ვიცით რომ არის მიმზიდველი ძალა -25 X 10⁵ N და ბრალდებაა 2mC და -4mC.

ამ მაგალითში, რადგან ჩვენ ვიცით F და k მნიშვნელობები, ის, რაც ჯერ უნდა გავაკეთოთ, არის F გაყოფა k- ზე, იმის გასარკვევად, თუ რამდენია [(q₁) (რა₂)] / დ²:

-25 / 9 = -2.77 X 10^5-9= 2.77 X 10^-4

ჩვენ უკვე ვიცით, რომ [(q₁) (რა₂)] / დ² არის 2.77 X 10^-4

ახლა ჩვენ ამ შედეგს დავყოფთ ბრალდების ღირებულების მიხედვით.

(რა₁) (რა₂) = (2 X10^-3) (- 4 X 10^-3) = -8 X 10^-6

ახლა ჩვენ ვყოფთ 2.77 X10^-4 -8 X 10-ს შორის^-6

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

შეგახსენებთ, რომ ეს შედეგია დ², ამიტომ უნდა გამოვთვალოთ კვადრატული ფესვი, რომ მანძილი მივიღოთ მეტრებში:

არ დაგავიწყდეთ კომენტარის დატოვება.