Legea lui Coulumb Exemplu Exemplu

Legea lui Coulumb, cunoscută și sub numele de Legea încărcăturilor electrice, este o lege a electrostaticelor care constă în descoperirea că taxele cu același semn se resping și taxele cu semnul opus atrag. Legea lui Columb era descoperit de omul de știință francez Carlos Agustín de Coulumb în 1795. Descoperirea a avut loc după ce a observat cum a reacționat o sferă încărcată electric într-un echilibru de torsiune, îndepărtându-se sau apropiindu-se, când o altă sferă cu sarcină s-a apropiat de ea electric. Sarcinile electrice au fost transmise sferelor prin frecarea unei tije pe diferite materiale, cum ar fi lână, mătase și alte fibre.

Ca o consecință a observațiilor sale, și-a dat seama că când două sarcini electrice cu același semn interacționează, acesta este ambele sunt pozitive sau ambele sunt negative, au tendința de a se separa, adică resping și atunci când acuzațiile sunt de semn opus pe care le atrag. El a realizat, de asemenea, că forța cu care se atrag sau se resping reciproc este în raport cu încărcătura electrică și distanța la care se află sarcinile. El a declarat-o după cum urmează:

Forța atractivă sau respingătoare dintre două sarcini electrice este direct proporțională cu sarcina electrică și invers proporțională cu pătratul distanței care le separă.

Aceasta înseamnă că cu cât este mai mare sarcina, cu atât este mai mare forța cu care se atrag sau se resping reciproc și cu cât este mai mare distanță între sarcini, cu atât este mai mică forța de atracție.

Un alt factor care influențează forța de atracție este mediul înconjurător, deoarece conductivitatea electrică variază în funcție de mediu. Această valoare a conductivității mediului se numește constantă dielectrică.

Forțele de atracție sau respingere sunt calculate cu următoarea formulă:

Valorile sunt după cum urmează:

F: este forța pe care urmează să o calculăm.

k: este constanta dielectrică, adică conductivitatea mediului care înconjoară sarcinile electrice. Pentru aer și vid, valoarea sa este de 9 X 10⁶ N m²/ C².

ce₁, ce₂: Sunt sarcinile electrice de luat în considerare, medii în Coulumbs. Coulumb este măsura sarcinii electrice, care poate avea o valoare pozitivă sau negativă. Valoarea unui Coulumb este 6,241509 X 10¹⁸ electroni. Dacă valoarea este negativă (sarcină negativă), înseamnă că sarcina sa poate renunța la electroni. Dacă valoarea sa este pozitivă (sarcină pozitivă), înseamnă că poate absorbi electroni. Încărcăturile sunt în general măsurate în submultipli, cum ar fi milliCoulumbs (mC) sau microCoulumbs (mC)

d: este distanța dintre sarcini, măsurată în metri. De asemenea, pot fi măsurate în submultipli, cum ar fi centimetri (cm), milimetri (mm) sau microni sau micrometri (mm).

Exemple de calcul al legii lui Coulumb:

Exemplul 1: Dacă avem două încărcături electrice de 5mC și 7mC, separate de 3mm, determinați dacă se vor atrage sau respinge reciproc și calculați forța cu care o fac.

Deoarece cele două taxe sunt pozitive, adică de același semn, se vor respinge reciproc (taxele de același semn atrag).

Acum notăm valorile pe care le vom înlocui în formula Vom înlocui submultiplii cu puteri de forma 10^X, pentru a simplifica calculele:

k = 9 X 10⁹ N m²/ C²
ce₁ = 5 mC = 5 X 10^-3 C
ce₂ = 7 mC = 7 X 10^-3 C
d = 3mm = 3 X 10^-3 m

Acum efectuăm operațiile, începând cu înmulțirile celui de-al doilea membru:

(ce₁) (ce₂) = (5 X 10^-3) (7 X 10^-3) = 35 X 10^-6 C
d² = (3 X 10^-3)² = 9 X 10^-6

Facem diviziunea:

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

Înmulțim rezultatul cu constanta:

(9 X 10⁹) (3,88) = 34,92 X 10⁹ N

Exemplul 2: Calculați distanța dintre sarcini, dacă știm că există o forță atractivă de -25 X 10⁵ N și taxele sunt de 2mC și -4mC.

În acest exemplu, din moment ce cunoaștem valorile lui F și k, ceea ce trebuie să facem mai întâi este să împărțim F la k, pentru a afla cât este valoarea [(q₁) (ce₂)] / d²:

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

Știm deja că valoarea lui [(q₁) (ce₂)] / d² este de 2,77 X 10^-4

Acum vom împărți acest rezultat la valoarea taxelor.

(ce₁) (ce₂) = (2 X10^-3) (- 4 X 10^-3) = -8 X 10^-6

Acum împărțim 2,77 X10^-4 între -8 X 10^-6

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

Amintiți-vă că acest rezultat este d², deci trebuie să calculăm rădăcina pătrată pentru a obține distanța în metri:

Nu uitați să vă lăsați comentariile.