Coulumbov zákon Príklad Príklad

The Coulumbov zákon, tiež známy ako zákon o elektrických nábojoch, je to zákon elektrostatiky, ktorý spočíva v objave, že poplatky s rovnakým znamienkom odpudzujú a poplatky s opačným znamienkom priťahujú. Kolumbov zákon bol objavil francúzsky vedec Carlos Agustín de Coulumb v roku 1795. K objavu došlo po pozorovaní, ako elektricky nabitá guľa reagovala v a torzná rovnováha, vzďaľovanie sa alebo približovanie, keď sa k nej priblížila iná sféra aj s nábojom elektrický. Elektrické náboje sa prenášali do gúľ trením tyče o rôzne materiály, ako napríklad vlna, hodváb a iné vlákna.

Ako dôsledok svojich pozorovaní si to uvedomil keď vzájomne pôsobia dva elektrické náboje s rovnakým znamienkom, to je obidva sú pozitívne alebo obidva sú negatívne, majú tendenciu sa oddeľovať, to znamená, že odpudzujú a keď sú náboje opačného znamienka, priťahujú sa. Uvedomil si tiež, že sila, ktorou sa navzájom priťahujú alebo odpudzujú, je vo vzťahu k elektrickému náboju a vzdialenosti, v ktorej sú náboje. Uviedol to takto:

Príťažlivá alebo odpudivá sila medzi dvoma elektrickými nábojmi je priamo úmerná elektrickému náboju a nepriamo úmerná druhej mocnine vzdialenosti, ktorá ich oddeľuje.

To znamená, že čím väčší náboj, tým väčšia sila sa navzájom priťahujú alebo odpudzujú a čím je medzi nábojmi väčšia vzdialenosť, tým je príťažlivá sila nižšia.

Ďalším faktorom, ktorý ovplyvňuje silu príťažlivosti, je okolité prostredie, pretože elektrická vodivosť sa líši v závislosti od prostredia. Táto hodnota vodivosti média sa nazýva dielektrická konštanta.

Príťažlivé alebo odpudivé sily sa vypočítajú podľa tohto vzorca:

Hodnoty sú nasledujúce:

F: je sila, ktorú ideme vypočítať.

k: je dielektrická konštanta, to znamená vodivosť média, ktoré obklopuje elektrické náboje. Pre vzduch a vákuum je jeho hodnota 9 X 10⁶ N m²/ C².

čo₁, čo₂: Sú to elektrické náboje, ktoré treba brať do úvahy, priemery v Coulumbs. Coulumb je miera elektrického náboja, ktorá môže mať kladnú alebo zápornú hodnotu. Hodnota modelu Coulumb je 6,241 509 X 10¹⁸ elektróny. Ak je hodnota záporná (záporný náboj), znamená to, že sa jeho náboj môže vzdať elektrónov. Ak je jeho hodnota kladná (kladný náboj), znamená to, že dokáže absorbovať elektróny. Poplatky sa zvyčajne merajú v násobkoch, ako sú milliCoulumbs (mC) alebo microCoulumbs (mC)

d: je vzdialenosť medzi nábojmi meraná v metroch. Môžu sa tiež merať v podskupinách, ako sú centimetre (cm), milimetre (mm) alebo mikróny alebo mikrometre (mm).

Príklady výpočtu Coulumbovho zákona:

Príklad 1: Ak máme dva elektrické náboje 5 mC a 7 mC, oddelené 3 mm, určite, či sa majú navzájom priťahovať alebo odpudzovať, a vypočítajte silu, pomocou ktorej to urobia.

Pretože dva poplatky sú kladné, to znamená, že majú rovnaké znamienko, budú sa navzájom odpudzovať (poplatky za rovnaké znamienko sa priťahujú).

Teraz napíšeme hodnoty, ktoré nahradíme vo vzorci. Dosady nahradíme mocninami formulára 10^X, na zjednodušenie výpočtov:

k = 9 x 10⁹ N m²/ C²
čo₁ = 5 mC = 5 x 10^-3 C.
čo₂ = 7 mC = 7 x 10^-3 C.
d = 3 mm = 3 x 10^-3 m

Teraz vykonávame operácie, počnúc násobením druhého člena:

(čo₁) (čo₂) = (5 x 10^-3) (7 x 10^-3) = 35 X 10^-6 C.
d² = (3 x 10^-3)² = 9 X 10^-6

Robíme rozdelenie:

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

Výsledok vynásobíme konštantou:

(9 x 10⁹) (3,88) = 34,92 x 10⁹ N

Príklad 2: Vypočítajte vzdialenosť medzi nábojmi, ak vieme, že existuje príťažlivá sila -25 X 10⁵ N a poplatky sú 2 mC a -4 mC.

V tomto príklade, keďže poznáme hodnoty F a k, najskôr musíme vydeliť F k, aby sme zistili, aká je hodnota [(q₁) (čo₂)] / d²:

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

Už vieme, že hodnota [(q₁) (čo₂)] / d² je 2,77 X 10^-4

Teraz tento výsledok vydelíme hodnotou poplatkov.

(čo₁) (čo₂) = (2 X10^-3) (- 4 X 10^-3) = -8 X 10^-6

Teraz rozdelíme 2,77 X10^-4 medzi -8 X 10^-6

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

Pripomeňme, že tento výsledok je d², takže musíme vypočítať druhú odmocninu a získať vzdialenosť v metroch:

Nezabudnite zanechať svoje komentáre.