Закон Кулона. Функции и свойства

Закон Кулона - основные свойстваПри экспериментальном исследовании электрического взаимодействия в воздухе всего двух тел небольших размеров легко установить, что сила, действующая со стороны одного тела на другое, направлена вдоль линии, соединяющей эти два тела.

Количественное изучение взаимодействия заряженных тел привело французского физика Шарля Огюстена Кулона к выводу, что величина силы взаимодействия двух точечных зарядов (точечным можно считать объект, размеры которого значительно меньше расстояний от него до других тел) в пустом пространстве пропорциональна величине каждого из зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Этот вывод был сделан на основе многочисленных экспериментов с крутильными весами. Чтобы получить одинаковые по величине и знаку электрические заряды, можно приводить в соприкосновение одинаковые заряженные проводящие шарики.

Кулон использовал шарики (плоды) бузины. Устанавливая шарики на определенном расстоянии друг от друга, Кулон сообщал им одинаковые по знаку заряды, и шарики отталкивались и удалялись друг от друга. Для восстановления прежнего расстояния между ними нить, на которой висел на коромысле один из шариков, закручивалась экспериментатором. Угол поворота был пропорционален возникающему крутильному моменту сил.

Если радиус-вектор, соответствующий двум точкам пространства, в которых находятся маленькие (точечные) тела, обозначить символом (этот вектор имеет начало в точке 1 и заканчивается в точке 2), то установленный Кулоном закон взаимодействия можно представить в виде математической записи.

Здесь — это сила, с которой тело 1 действует на тело 2, q1 и q2– это заряды тел, а К — это некоторая постоянная величина. Если заряды тел имеют один и тот же знак, то, как показывает формула, тела отталкиваются, если же знаки зарядов тел разные, то они притягиваются.

Силы электрического взаимодействия нескольких тел, как выяснилось, складываются как векторы, то есть подчиняются принципу суперпозиции. Общая сила, действующая на одно тело со стороны других тел, есть сумма векторов сил, действующих на это тело со стороны всех остальных тел по отдельности.