Кулона закон. Закон кулона гласит

Закон Кулона

Крутильные весы Кулона

Закон Кулона - один из основных законов электростатики, определяющий величину и направление силы взаимодействия между двумя неподвижными [1] точечными зарядами. Экспериментально с удовлетворительной точностью был впервые доказан Генри Кавендиш в 1773, который использовал метод сферического конденсатора, но его работы не были опубликованы. В 1785 году закон был установлен Шарль Кулон с помощью специальных крутильных весов [2].

1. Определение

в векторной форме:

Сила взаимодействия направлена ​​вдоль прямой, соединяющей заряды, причем одноименные заряды отталкиваются, а разноименные притягиваются. Силы, которые определяются законом Кулона аддитивные.

Коэффициент пропорциональности k называется электростатической постоянной и зависит от выбора единиц измерения. Так в Международной системе единиц СИ k = 1 / (4πε 0) ≈ 8,987742438 ? 10 9Н ? м 2 ? Кл -2, где - электрическая постоянная. В системе СГС Г единица измерения заряда выбрана таким образом, что k = 1.

Такие условия являются необходимыми для выполнения сформулированного закона:

1. Точковисть зарядов - расстояние между заряженными телами должно быть намного больше размеров тел.
2. Недвижимость зарядов. В противном случае нужно учитывать магнитное поле заряда, что движется.

В однородном изотропном среде сила взаимодействия между зарядами уменьшается в ε раз: , Где ε диэлектрическая проницаемость среды.

2. История открытия

Догадки о том, что взаимодействие между електризованимы телами подчиняется тому же закону оберененои пропорциональности квадрату расстояния, и тяжести, неоднократно высказывались исследователями в середине 18 в. В начале 1770-х ее экспериментально открыл Генри Кавендиш, однако своих результатов не опубликовал, и о них стало известно только в конце 19 в. после изучения и публикации его архивов. Шарль Кулон опубликовал закон 1785 году в двух мемуарах, представленных на рассмотрение Французской академии наук [2]. 1835 Карл Гаусс опубликовал выведенную на основе закона Кулона, теорему Гаусса. В виде теоремы Гаусса закон Кулона входит в основных уравнений электродинамики.

3. Проверка закона

Для макроскопических расстояний при экспериментах в земных условиях, которые были проведены по методу Кавендиша, доказано что показатель степени r в законе Кулона не может отличаться от 2 более чем на 6.10 -16. Из экспериментов с рассеяния альфа-частиц получается, что закон Кулона не нарушается до расстояний 10 -14м. Но с другой стороны, для описания взаимодействия заряженных частиц на таких расстояниях понятия, с помощью которых формулируется закон (понятие силы, положения), теряют смысл. В этой области пространственных масштабов действуют законы квантовой механики.

Закон Кулона можно считать одним из последствий квантовой электродинамики, в рамках которой взаимодействие заряженных частиц обусловлена ​​обменом виртуальными фотонами. Вследствие этого, эксперименты по проверке выводов квантовой электродинамики считать опытами по проверке закона Кулона. Так, эксперименты с аннигиляции электронов и позитронов свидетельствуют, что отклонение от законов квантовой электродинамики не наблюдаются до расстояний 10 -18м.

См.. также

Источники

• Гончаренко С. В. Физика: Основные законы и формулы .. - К. : Лыбидь, 1996. - 47 с.
• Кучерук И. М., Горбачук И. Т., Луцик П. П. Электричество и магнетизм / / Общий курс физики. - К. : Техника, 2006. - Т. 2. - 456 с.
• Ф. С. Е., Тиморева А. В. Электрические и электромагнитные явления / / Курс общей физики. - К. : Просвещение, 1953. - Т. 2. - 496 с.
• Физическая энциклопедия / Под ред. А. М. Прохорова. - М. : Советская энциклопедия, 1990. - Т. 2. - 703 с.
• Сивухин Д. В. Электричество / / Общий курс физики. - М. : Физматлит, 2009. - Т. 3. - 656 с.

5. Сноски

1. Закон Кулона можно приближенно применять и для движущихся зарядов, если их скорости намного меньше скорости света
2. ↑ а б В - Coulomb (1785a) "Premier m?moire sur l'?lectricit? et le magn?tisme," Histoire de l'Acad?mie Royale des Sciences, pages 569-577 - Кулон изучал силы отталкивания одноименных зарядов:

   Page 574: Il r?sulte donc de ces trois essais, que l'action r?pulsive que les deux balles ?lectrif?es de la m?me nature d'?lectricit? exercent l'une sur l'autre, suit la raison inverse du carr? des distances.

   Перевод: Так, из этих трех опытов следует, что сила отталкивания между двумя електризованимы пулями, зарядженмы электричеством одной природы, следует закону обратной пропорциональности квадрату расстояния ..

   В - Coulomb (1785b) "Second m?moire sur l'?lectricit? et le magn?tisme," Histoire de l'Acad?mie Royale des Sciences, pages 578-611. - Кулон показал, что тела с противоположными зарядами притягиваются с силой оберенено-пропорциональной расстоянию.

nado.znate.ru

Кулона закон - «Энциклопедия»

КУЛОНА ЗАКОН, один из основных законов электростатики, определяет силу взаимодействия в вакууме двух неподвижных точечных зарядов q1 и q2, размеры которых пренебрежимо малы по сравнению с расстоянием между ними. Кулона закон задаётся выражением

где F1,2– сила, с которой заряд q1 действует на заряд q2, r1,2- вектор, проведённый от заряда q1 к заряду q2, r1,2 – величина этого вектора, равная расстоянию между зарядами, k – численный коэффициент, зависящий от выбора единиц измерений. В системе единиц Гаусса k=1; в СИ k = 1/(4πε0), где ε0 – электрическая постоянная. Сила, с которой заряд q2 действует на заряд q1, равна по величине и противоположна по направлению силе F1,2и также лежит на прямой, соединяющей точечные заряды q1 и q2. Заряды одного знака отталкиваются, а разных знаков – притягиваются друг к другу. Если заряды поместить в однородный диэлектрик с диэлектрической проницаемостью ε, то по сравнению с вакуумом сила взаимодействия между зарядами уменьшится в 6 раз. Из Кулона закона следует, что потенциальная энергия взаимодействия двух зарядов пропорциональна r–11,2. Следствием и обобщением Кулона закона является Гаусса теорема, входящая в систему Максвелла уравнений, являющихся основными уравнениями классической электродинамики.

Реклама

Кулона закон  открыт в 1785 году Ш. Кулоном с помощью изобретённых им крутильных весов. Более точно обратная пропорциональность силы взаимодействия зарядов квадрату расстояния между ними проверялась Кулоном при исследовании периода колебаний горизонтального стержня с зарядом на конце, помещённого на различных расстояниях от заряженного шара. Ещё раньше (1772) закон обратных квадратов установил в своей неопубликованной работе Г. Кавендиш, проверяя полученное им следствие этого закона – отсутствие электростатического поля внутри заряженной металлической сферы. Последующие эксперименты по методу Кавендиша уточнили, что показатель степени r1,2 в Кулона законе не может отличаться от -2 более чем на 6·10–16.

Из экспериментов по рассеянию α-частиц следует, что Кулона закон  не нарушается вплоть до расстояний 10–12 см, но в этой области пространственных масштабов действуют законы квантовой физики. Кулона закон можно считать одним из предельных следствий квантовой электродинамики (КЭД), поэтому справедливость предсказаний КЭД одновременно служит подтверждением Кулона закона. Эксперименты по аннигиляции электронов и позитронов показали, что КЭД и, следовательно, Кулона законы остаются справедливыми при уменьшении расстояний между зарядами вплоть до 10-18 м.

Кулона законом  называется и установленный Кулоном закон, определяющий силу взаимодействия двух магнитных полюсов [реально (из-за отсутствия в природе отдельных магнитных полюсов) - ближних концов двух длинных магнитов]: F = fm1m2/(μr2), где m1 и m2 - так называемые магнитные заряды, f - магнитная проницаемость среды, f -коэффициент, зависящий от выбора системы единиц.

Термин «Кулона закон» применяется также к установленным Кулоном законам, описывающим силу трения скольжения: F = -μNV/V (μ - коэффициент трения скольжения, V - скорость скольжения тела относительно поверхности, N - сила нормальной реакции опоры), а также момент силы трения качения: М = fN/R (f - коэффициент трения качения, R - радиус катящегося тела).

Лит.: Сивухин Д. В. Общий курс физики. 5-е изд. М., 2006. Т. 3: Электричество.

В. С. Булыгин.

knowledge.su

Закон Кулона - Википедия

Зако́н Куло́на — это закон, описывающий силы взаимодействия между неподвижными точечными электрическими зарядами.

Содержание

• 1 Формулировки
• 2 Коэффициент k

encyclopaedia.bid

Кулона закон - Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

(перенаправлено с «»)

encyclopaedia.bid

• 
  Как сип крепить к стене
• 
  Подключение тройной розетки с заземлением
• 
  Подсветка лампочка
• 
  Как сделать из 5в 12в
• 
  Люминесцентная лампа картинки
• 
  Как подключить терморегулятор для теплого пола
• 
  Сип 7
• 
  Ремонт накопительных водонагревателей
• 
  Сколько ампер надо для светодиодной ленты
• 
  Схема подключения теплового реле
• 
  Столбы для освещения бетонные