Точков заряд
| Физика | 2009-12-04 | 237 сваляния |
Точков заряд. Законът на Кулон описва количественото взаимодействие на неподвижни точкови заряди. Във физиката точков заряд е модел на заредено тяло, което електрически взаимодейства така, като че ли зарядът му е съсредоточен в една точка. Можем да използва-ме този модел за заредени тела е пренебрежимо малки размери спрямо разтоянията, на които си взаимодействат.
Всички опити с електрични заряди показват, че големината на силата, с която си взаимодей-стват два заряда, зависи както от големината на зарядите, така и от разтоянието между тях. Точната зависимост за силата на електростатичното взаимодействие е установена от френ-ския физик Шарл Кулон през 1785 г.
Опити на Кулон. За провеждане на опитите си Кулон конструира специална везна (Пример 1, Пример 2). Простата схема на примера дава представа за действието на Кулоновата везна. На тънка еластична е окачена изолорана пръчка, разположена хоризонтално. Металното топче В в единия й край е наелектризирано, а топчето С е за баланс. На известно разтояние от В се поставя неподвижно закрепено топче А със същия заряд както топчето В. Силата, с която А действа на В, завърта пръчката и тя заема ново положение, при което нишката се усуква. Така по ъгъла на усукване се измерва големината на електричната сила.
В опитите си Кулон измерва електричната сила при различни разтояния между топчетата с еднакъв заряд. За да може да измери силата при различна големина на заряда, той използва прост остроумен начин за промяна на заряда, като го разделя на равни части(Пример):
а) Две еднакви метални топчета, от които само едното е наелектризирано и има заряд q.
б) При допир некомпенсираните заряди се разпределят по равно между двете топчета.
в) При раздалечажането на топчетата всяко от тях има заряд q/2. Ако процедурата се повтори, запо-чвайки от заряд q/2, ще се получи зарад q/4 и т.н.
Закон на Кулон. В резултат на изследванията на Кулон е формулиран закон, носещ неговото име - закон на Кулон. Големината на силата, с която си взаимодействат две неподвижни точкови заряда, е правопропорционална на произведението от големините на заядите и обратнопропорционална на квадрата на разтоянието между тях:
F = k *((q1*q2)/r)
В уравнението q1 и q2 са големините на двата заряда, r е разтоянието между тях, k коефицент на пропорционалност. (Когато двете тела са сфери с равномерно разпределение на зарядите, r е разтоянието между центровете им.)
Стойността на k зависи от избора на измерителните единици и от средата, в която си взаимодействат зарядите. Ако силата се мери в нютони (N), разтоянието в метри (m), а зарядът в кулони (C) и взаимодействието е във вакуум (или въздух), k = 9.109 N.m2/C2.
Съгласно третия принцип на Нютон върху всеки от двата взаимодействащи си заряда действа еднаква по големина сила |F2.1| = |F1,2|.
В зависимост от знака на зарядите силите, определени от уравнението, са сили на привличане (Пример) или отблъскване (Пример).
Тези сили действат винаги по направление на линията, свързваща точковите заряди. Установено е като експериментален факт, че силата, с която си взаимодействат два точкови заряда, не зависи от присъствието на други заряди.
Тагове от реферата: конът, Кулон, точков, описва











