Пример закона Кулумба Пример

В Закон Кулумба, Также известный как Закон электрических зарядов, это закон электростатики, заключающийся в открытии того, что заряды одного знака отталкиваются, а заряды противоположного знака притягиваются. Закон Колумба был обнаружен французский ученый Карлос Агустин де Кулумб в 1795 г. Открытие произошло после наблюдения за тем, как электрически заряженный шар реагирует в торсионный баланс, удаляющийся или приближающийся, когда к нему приближается другая сфера, также заряженная электрические. Электрические заряды передавались сферам, натирая стержнем различные материалы, такие как шерсть, шелк и другие волокна.

В результате своих наблюдений он понял, что когда взаимодействуют два электрических заряда с одинаковым знаком, это оба положительные или оба отрицательные, они имеют тенденцию разделяться, то есть они отталкивают и когда заряды противоположного знака, они привлекают. Он также понял, что сила, с которой они притягивают или отталкивают друг друга, зависит от электрического заряда и расстояния, на котором находятся заряды. Он заявил об этом следующим образом:

Сила притяжения или отталкивания между двумя электрическими зарядами прямо пропорциональна электрическому заряду и обратно пропорциональна квадрату расстояния, разделяющего их.

Это означает, что чем больше заряд, тем больше сила, с которой они притягиваются или отталкиваются друг от друга, и чем больше расстояние между зарядами, тем меньше сила притяжения.

Еще один фактор, влияющий на силу притяжения, - это окружающая среда, поскольку электрическая проводимость варьируется в зависимости от окружающей среды. Это значение проводимости среды называется диэлектрической проницаемостью.

Силы притяжения или отталкивания рассчитываются по следующей формуле:

Значения следующие:

F: сила, которую мы собираемся вычислить.

k: диэлектрическая проницаемость, то есть проводимость среды, окружающей электрические заряды. Для воздуха и вакуума его значение составляет 9 X 10.⁶ Н м²/ C².

какие₁, какие₂: Это электрические заряды, которые следует учитывать, средние в Кулумбах. Кулумба - это мера электрического заряда, который может иметь положительное или отрицательное значение. Значение кулумба составляет 6,241509 X 10.¹⁸ электроны. Если значение отрицательное (отрицательный заряд), это означает, что его заряд может отдавать электроны. Если его значение положительное (положительный заряд), это означает, что он может поглощать электроны. Заряды обычно измеряются в долях, таких как миллиКулум (мкКл) или микрокулон (мкКл).

d: расстояние между зарядами, измеренное в метрах. Их также можно измерять в долях, кратных сантиметрам (см), миллиметрах (мм) или микронах или микрометрах (мм).

Примеры расчета закона Кулумба:

Пример 1: Если у нас есть два электрических заряда 5 мкКл и 7 мкКл, разделенные на 3 мм, определите, будут ли они притягиваться или отталкиваться друг от друга, и вычислите силу, с которой они это делают.

Поскольку два заряда положительны, то есть одного знака, они будут отталкиваться друг от друга (заряды одного знака притягиваются).

Теперь запишем значения, которые мы подставим в формулу. Подставим дробные числа для степеней вида 10.^Икс, для упрощения расчетов:

к = 9 Х 10⁹ Н м²/ C²
какие₁ = 5 мКл = 5 X 10^-3 C
какие₂ = 7 мкС = 7 X 10^-3 C
d = 3 мм = 3 X 10^-3 м

Теперь выполняем операции, начиная с умножения второго члена:

(какие₁) (какие₂) = (5 Х 10^-3) (7 Х 10^-3) = 35 Х 10^-6 C
d² = (3 Х 10^-3)² = 9 Х 10^-6

Делаем деление:

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

Умножаем результат на константу:

(9 Х 10⁹) (3,88) = 34,92 х 10⁹ N

Пример 2: Вычислите расстояние между зарядами, если мы знаем, что существует сила притяжения -25 X 10.⁵ N и заряды 2мКл и -4мКл.

В этом примере, поскольку мы знаем значения F и k, мы должны сначала разделить F на k, чтобы узнать, сколько стоит значение [(q₁) (какие₂)] / d²:

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

Мы уже знаем, что значение [(q₁) (какие₂)] / d² равно 2,77 X 10^-4

Теперь разделим полученный результат на величину сборов.

(какие₁) (какие₂) = (2 X10^-3) (- 4 Х 10^-3) = -8 Х 10^-6

Теперь делим 2,77 X10^-4 между -8 X 10^-6

2,77 х 10^-4 / -8 Х 10^-6 = 0,34625 X10² = 34.625

Напомним, что это результат d², поэтому мы должны вычислить квадратный корень, чтобы получить расстояние в метрах:

Не забывайте оставлять свои комментарии.