Закон Кулона

З пляцоўкі Вікіпедыя
Перайсці да: рух, знайсці
Ілюстрацыя механізма дзеяння закона Кулона: два аднаіменныя зарады адталківаюцца, а рознаіменныя прыцягваюцца адзі да аднаго.

Зако́н Куло́на дазваляе вызначыць сілу электрычнага ўзаемадзеяння між двума пунктавымі зараджанымі цяламі (гэтую сілу называюць сілай Кулона). Ён фармулюецца наступным чынам:

Сіла ўзаемадзеяння двух пунктавых нерухомых электрычных зарадаў проста прапарцыянальная іх велічыням q1 і q2 і адваротна прапарцыянальная квадрату адлегласці між імі. Гэтая сіла накіравана ўздоўж прамой, што злучае гэтыя зарады.

Матэматычна закон (у вектарнай форме) запісваецца наступным чынам:

\vec F_{2,1} = \frac {q_1 q_2 \vec r} {4 \pi \epsilon_0 \epsilon r^3}

дзе \vec F_{2,1} - сіла, з якой цела 1 дзейнічае на цела 2; q_1 і q_2 - іх зарады, \epsilon_0 - універсальная электрычная пастаянная; \epsilon - дыэлектрычная пранікальнасць асяроддзя, \vec r - вектар адлегласці між цяламі, накіраваны ад цела 1 да цела 2.

З гэтай формулы вынікае, што сіла узаемадзеяння зарадаў аднаго знака накіравана аднолькава з \vec r; а для зарадаў розных знакаў - у адваротны бок. Іншымі словамі, зарады розных знакаў прыцягваюцца, а зарады аднаго знака - адштурхваюцца адзін ад аднаго.

Велічыню сілы Кулона можна запісаць больш простай формулай:

F_{2,1} = \frac {q_1 q_2} {4 \pi \epsilon_0 \epsilon r^2}

Для вакуума \epsilon = 1, таму

F_{2,1} = \frac {q_1 q_2} {4 \pi \epsilon_0 r^2}

Часта выкарыстоўваюць каэфіцыент прапарцыйнасці k, які роўны k ≈ 8,987742438·109 Н·м2/Кл2 (или Ф-1·м) і запісваецца наступным чынам:

k=\frac{1}{4\pi\varepsilon_0}

тады закона Кулона будзе мець выгляд:

F_{2,1} = \frac {q_1 q_2} {k \epsilon r^2}

Непасрэдна з закона Кулона выводзіцца формула напружанасці электрычнага поля, што страраецца пунктавым зарадам:

E = \frac q {4 \pi \epsilon_0 \epsilon r^2}

або ў вектарнай форме:

\vec E = \frac {q \vec r} {4 \pi \epsilon_0 \epsilon r^3}.