Coulombin laki

Coulombin laki on fyysikko Charles-Augustin de Coulombin 1780-luvulla kehittämä funktio. Se selittää, kuinka voimakas voima on kahden sähköstaattisen varauksen välillä. Sähköstaattinen tarkoittaa sähkövarauksia, joilla ei ole liikettä.

Charles Augustin de Coulomb

Suunta

Ajatellaan, että tyhjässä tilassa on kaksi sähkövarausta. Jos nämä kaksi varausta ovat vastakkaisia, esimerkiksi (+) ja (-) varaukset, ne vetävät toisiaan puoleensa. Ja jos kaksi varausta ovat molemmat samat, esimerkiksi molemmat (+) tai molemmat (-), ne työntävät toisiaan. Tämä on samanlaista kuin magneettien toiminta, kun N ja S vetävät toisiaan puoleensa ja kun N ja N, S ja S työntävät toisiaan.

Tämä johtuu siitä, että sähkövaraukset muodostavat sähkökentän. Jos samassa tilassa on samanaikaisesti kaksi kenttää, nämä kaksi kenttää kohdistavat (~ asettavat) voiman toisiinsa. Niiden toisiinsa kohdistamaa voimaa kutsutaan Coulombin voimaksi tai sähköstaattiseksi voimaksi. Coulombin laki selittää, kuinka suuri voima on.

Tämä kuva osoittaa, miten Coulombin voima vaikuttaa; samankaltaiset varaukset työntyvät toisiaan vasten ja vastakkaiset varaukset vetävät toisiaan puoleensa.

Scale

Coulombin laki selittää kahden sähkövarauksen välisen asteikon. Sähköstaattisen voiman asteikko noudattaa alla olevaa funktiota.

F = K c q 1 q 2 r 2 {\displaystyle F={K_{c}}{\frac {q_{1}q_{2}}{r^{2}}}} $F={K_{c}}{\frac {q_{1}q_{2}}{r^{2}}}$

Coulombin laki selittää, että voima-asteikko F on suhteessa q 1 , q 2 {\displaystyle q_{1},q_{2}} suhteeseen $q_{1},q_{2}$ 1 r 2 {\displaystyle {\frac {1}{r^{2}}}} . ${\frac {1}{r^{2}}}$

q 1 {\displaystyle q_{1}} $q_{1}$ ja q 2 {\displaystyle q_{2}} $q_{2}$ ovat kummankin sähkövarauksen asteikot. r {\displaystyle r} on kahden sähkövarauksen välinen etäisyys. Ja K c {\displaystyle K_{c}} $K_{c}$ on tietty arvo. Se ei muutu suhteessa q 1 {\displaystyle q_{1}} $q_{1}$ , q 2 {\displaystyle q_{2}} $q_{2}$ tai r {\displaystyle r} . Vaikka K c {\displaystyle {K_{c}}} ${K_{c}}$ pysyy vakiona, kun q 1 {\displaystyle q_{1}} $q_{1}$ ja q 2 {\displaystyle q_{2}} $q_{2}$ kertoimet kasvavat, myös sähköstaattinen voima kasvaa. Kun etäisyys r {\displaystyle r} kasvaa, sähköstaattinen voima pienenee suhteessa 1 r 2 {\displaystyle {\frac {1}{r^{2}}}} ${\frac {1}{r^{2}}}$ . K c {\displaystyle K_{c}} $K_{c}$
tarkka suuruus on k c = 8,987 551 787 × 10 9 {\displaystyle {\begin{aligned}k_{c}&=8,987\ 551\ 787\ \ \times 10^{9}\\\\\end{aligned}}} ${\begin{aligned}k_{c}&=8.987\ 551\ 787\ \times 10^{9}\\\end{aligned}}$ ≈ 9 × 10 9 {\displaystyle \approx 9\times 10^{9}}} $\approx 9\times 10^{9}$ N m² C⁻² (tai m F⁻¹ ). Tätä vakiota kutsutaan Coulombin voimavakioksi tai sähköstaattiseksi voimavakioksi.

Käänteisen neliön laki

Työntö- tai vetovoiman (F) ja hiukkasten välisen etäisyyden ( r {\displaystyle r} ) välinen suhde noudattaa käänteisneliölainsäädäntöä. Käänteisen neliön laki tarkoittaa, että kun etäisyys r {\displaystyle r} kasvaa, voima heikkenee suhteessa 1 r 2 {\displaystyle {\frac {1}{r^{2}}}} ${\frac {1}{r^{2}}}$ . Myös gravitaatio, sähkömagneettinen säteily ja äänen voimakkuus noudattavat tätä lakia.

Aiheeseen liittyvät sivut

Coulomb, sähkövarauksen SI-yksikkö, joka on nimetty Charles-Augustin de Coulombin mukaan.
Käänteisneliön laki, fysikaalinen laki, joka osoittaa etäisyyden ja intensiteetin välisen suhteen.
Sähköstaattinen
Magneettinen