Закон Кулона. Принцип суперпозиции

Закон Кулона и суперпозицияВ опытах Кулона измеря­лись силы взаимодействия заряжен­ных шаров. На тонкой проволоке была подвешена стеклянная палочка, с двумя металлическими шарами на концах. Одному из них сообщался электрический заряд, против него устанавливался другой неподвижный шар. Сила взаимодействия заряженных шаров определялась по углу поворота стеклянной палочки, закручивающей нить подвеса. Рас­стояние между центрами шаров не­трудно было измерить.

У Кулона не было метода изме­рения заряда на шарах. Но он при­менил интересный прием дробления заряда. Исходя из принципа симмет­рии, Кулон пришел к выводу, что при соприкосновении металлического ша­ра с зарядом q с незаряженным шаром такого же радиуса электриче­ский заряд разделяется на две рав­ные части и на каждом из шаров оказывается заряд q/2.

Из опытов Кулона по измерению сил взаимодействия между заряженными шариками следовало, что мо­дуль F, силы взаимодействия двух неподвижных шаров прямо пропор­ционален произведению модулей за­рядов |q1| и |q2| и обратно пропор­ционален квадрату расстояния r между ними.

Взаимодействие неподвижных электрических зарядов называют электростатическим или кулоновским взаимодействием.

Справедливость этого закона под­тверждена с огромной точностью всей совокупностью исследований электромагнитных явлений. Хотя Кулон производил опыты с шариками конечных размеров и точ­ность эксперимента была невелика, ему удалось точно сформулировать основной закон электростатики: два точечных неподвижных электрических заряда взаимодействуют в вакууме с силой, пропорциональной произведению модулей этих зарядов и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними.

Справедливость этого закона под­тверждена с огромной точностью всей совокупностью исследований электромагнитных явлений.

Принцип суперпозиции.

Опыт по­казывает, что сила взаимодействия двух неподвижных точечных зарядов q1 и q2 не изменяется при появлении около них третьего заряда q3, четвер­того q4 и т. д. Силы взаимодействия F12, F12,..., F1n заряда q1 с каждым из зарядов q2,.... qn определяются по закону Кулона, а результирую­щая сила взаимодействия F1 являет­ся геометрической суммой векторов сил, с которыми взаимодействует заряд q1 с каждым из этих зарядов:

F1 = F12 + F13 + …F1n

Независимость электрического взаимодействия двух точечных за­рядов от присутствия других зарядов свидетельствует о том, что для сил электростатического взаимодействия справедлив принцип суперпозиции.