Пример Кулумовог закона

Тхе Цоулумб-ов закон, Познат и као Закон о електричним набојима, то је закон електростатике који се састоји од открића да набоји са истим предзнаком одбијају се и набоји са супротним предзнаком привлаче. Колумбов закон је био открио француски научник Царлос Агустин де Цоулумб године 1795. До открића је дошло након посматрања како је електрично наелектрисана сфера реаговала у а торзиона равнотежа, удаљавање или приближавање, када јој се приближила друга сфера такође са наелектрисањем електрични. Електрични набоји прелазили су се у сфере трљањем шипке на различите материјале, попут вуне, свиле и других влакана.

Као последица својих запажања, он је то схватио када два електрична наелектрисања са истим предзнаком међусобно делују, то је оба су позитивна или су оба негативна, имају тенденцију да се раздвоје, односно одбијају и када су набоји супротног предзнака које привлаче. Такође је схватио да је сила којом се они међусобно привлаче или одбијају у односу на електрични набој и растојање на коме су наелектрисања. Изјавио је то на следећи начин:

Привлачна или одбојна сила између два електрична наелектрисања директно је пропорционална електричном наелектрисању и обрнуто пропорционална квадрату растојања која их раздваја.

То значи да што су већи набој, већа је сила којом се привлаче или одбијају, а што је већа раздаљина између наелектрисања, то је привлачна сила мања.

Још један фактор који утиче на силу привлачења је околно окружење, јер електрична проводљивост варира у зависности од околине. Ова вредност проводљивости медија назива се диелектрична константа.

Привлачне или одбојне силе израчунавају се према следећој формули:

Вредности су следеће:

Ф: је сила коју ћемо израчунати.

к: је диелектрична константа, односно проводљивост средине која окружује електричне наелектрисања. За ваздух и вакуум његова вредност је 9 Кс 10⁶ Н м²/ Ц².

Шта₁, Шта₂: То су електрични набоји које треба узети у обзир, просеци у Цоулумбс. Цоулумб је мера електричног наелектрисања, која може имати позитивну или негативну вредност. Вредност Цоулумб-а је 6.241509 Кс 10¹⁸ електрони. Ако је вредност негативна (негативни набој), то значи да његово наелектрисање може да се одрекне електрона. Ако је његова вредност позитивна (позитиван набој), то значи да може да апсорбује електроне. Накнаде се обично мере у подмножицима, као што су милиКулумбе (мЦ) или микроКулумбе (мЦ)

д: је растојање између наелектрисања, мерено у метрима. Такође се могу мерити у подмножицама, као што су центиметри (цм), милиметри (мм) или микрони или микрометри (мм).

Примери израчунавања Кулумбовог закона:

Пример 1: Ако имамо два електрична наелектрисања од 5мЦ и 7мЦ, међусобно удаљена 3мм, одредите да ли ће се међусобно привлачити или одбити и израчунајте силу којом то чине.

Како су два набоја позитивна, односно истог знака, они ће се одбити (набоји истог знака се међусобно привлаче).

Сада записујемо вредности које ћемо заменити у формули Подмножнике ћемо заменити за потенцијале облика 10^Икс, да поједноставимо прорачуне:

к = 9 Кс 10⁹ Н м²/ Ц²
Шта₁ = 5 мЦ = 5 Кс 10^-3 Ц.
Шта₂ = 7 мЦ = 7 Кс 10^-3 Ц.
д = 3 мм = 3 Кс 10^-3 м

Сада изводимо операције, почевши од множења другог члана:

(Шта₁) (Шта₂) = (5 Кс 10^-3) (7 Кс 10^-3) = 35 Кс 10^-6 Ц.
д² = (3 Кс 10^-3)² = 9 Кс 10^-6

Ми вршимо поделу:

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

Множимо резултат са константом:

(9 Кс 10⁹) (3,88) = 34,92 Кс 10⁹ Н.

Пример 2: Израчунајте растојање између наелектрисања ако знамо да постоји привлачна сила од -25 Кс 10⁵ Н и наелектрисања су 2мЦ и -4мЦ.

У овом примеру, пошто знамо вредности Ф и к, прво морамо да поделимо Ф са к да бисмо сазнали колика је вредност [(к₁) (Шта₂)] / д²:

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

Већ знамо да је вредност [(к₁) (Шта₂)] / д² је 2,77 Кс 10^-4

Сада ћемо поделити овај резултат са вредношћу оптужби.

(Шта₁) (Шта₂) = (2 Кс10^-3) (- 4 Кс 10^-3) = -8 Кс 10^-6

Сада делимо 2,77 Кс10^-4 између -8 Кс 10^-6

2.77 Кс10^-4 / -8 Кс 10^-6 = 0,34625 Кс10² = 34.625

Подсетимо се да је овај резултат д², па морамо израчунати квадратни корен да бисмо добили растојање у метрима:

Не заборавите да оставите коментаре.