Фізика. 8 клас. Максимович
§ 18. Закон Кулона
У 1785 р. Французька академія наук, яка була однією з перших у Європі (Людовик XIV офіційно затвердив правила академії та її назву — Королівська академія наук), оголосила конкурс на кращу конструкцію корабельного компаса. Це спонукало французького науковця Шарля-Огюстена Кулона зосередитися на дослідженні електрики і магнетизму. Сконструювавши крутильні терези, він упродовж 1785-1789 рр. здійснив точні вимірювання електричних і магнітних сил.
Дізнайтеся про...
- точковий заряд;
- силу взаємодії двох нерухомих точкових зарядів.
1. Закон Кулона
З попередніх параграфів вам відомо, що заряджені тіла взаємодіють одне з одним: однойменно заряджені тіла відштовхуються, а різнойменно заряджені — притягуються. Сила їхньої взаємодії залежить від відстані між ними та величини їхнього заряду, а також від властивостей середовища, у якому вони взаємодіють.
Виконуючи досліди за допомогою крутильних терезів, Шарль Кулон зауважив, що під час збільшення відстані між зарядженими тілами, які взаємодіють, у два рази, сила їхньої взаємодії зменшувалася в чотири рази, а у випадку збільшення відстані у три рази — зменшувалася у дев’ять разів і т. д. Учений дійшов висновку, що сила взаємодії заряджених тіл обернено пропорційна квадрату відстані між ними.
Шарль Кулон також дослідив залежність сили взаємодії від величини зарядів тіл, які взаємодіють (мал. 18.1). Чим більші величини зарядів (q1 і q2) тіл, що взаємодіють, тим більша сила взаємодії, тобто прямо пропорційна їх величині.
Закон Кулона: сила взаємодії двох нерухомих точкових зарядів у вакуумі прямо пропорційна добутку модулів цих зарядів і обернено пропорційна квадрату відстані між ними.
Математично цей закон записують так:
Мал. 18.1. Наочна демонстрація дослідів Кулона
Точковий електричний заряд — заряджене тіло, розмірами якого можна знехтувати порівняно з відстанями від нього до інших заряджених тіл.
2. Приклад розв’язування задачі
Задача. Визначте силу взаємодії між позитивним точковим зарядом 10 нКл і негативним точковим зарядом -15 нКл, які розташовані у вакуумі на відстані 3 см один від одного.
Запам'ятайте
Закон Кулона: сила взаємодії двох нерухомих точкових зарядів у вакуумі прямо пропорційна добутку модулів цих зарядів і обернено пропорційна квадрату відстані між ними.
Перевірте себе
- 1. Як зміниться сила взаємодії між двома точковими зарядами, якщо один із них збільшити втричі?
- 2. Як зміниться сила взаємодії між двома точковими зарядами, якщо відстань між ними збільшити удвічі?
- 3. Два точкові заряди взаємодіють між собою. Що потрібно зробити, щоб сила взаємодії між ними збільшилася?
- 4. Визначте силу взаємодії між двома точковими зарядами 5 нКл і 10 нКл, розташованими у вакуумі на відстані 5 см один від одного.
- 5. Два точкові заряди 10 нКл і -2 нКл доторкнули один до одного і розсунули на відстань 2 см. Визначте їхні заряди після взаємодії, а також силу взаємодії між ними, якщо точкові заряди розташовані у вакуумі.
