Електрична сила Кулонов закон

Кулон Видели смо да наелектрисана тела делују силом на друга наелектрисана тела и да та сила може бити привлачна и одбојна. Али колики је интензитет ове силе? Од чега она зависи? Coulomb, Charles Augustin de (1736 – 1806) Не постоји јединствена формула којом се може израчунати сила у произвољном случају, јер интензитет силе зависи од облика и величине тела, распореда наелектрисања на њима итд. Француски физичар Кулон је експериментално одредио од чега зависи интензитет силе два непокретна тачкаста наелектрисања. Тачкаста наелектрисања су она чије су димензије занемарљиве у односу на њихово растојање.

Кулонова торзиона вага За Кулона кажу да се цео живот спремао за један једини научни подухват. То није било лако, јер је за свој историјски експеримент био спреман тек пошто је сам конструисао торзиону вагу – инструмент којим је мерио електричне силе. Резултате ових мерења је објавио у неколико саопштења што му је обезбедило значајно место у историји науке.

Зависност силе од растојања међу наелектрисањима Да бисмо испитали како се мења сила са повећањем растојања између два наелектрисања замислићемо оглед у коме ћемо електричну силу (F) између разноимених наелектрисања (q1 и q2) мерити динамометрима. Већ смо видели да је Кулон за мерење силе користио торзиону вагу, а не динамометре.

Између два наелектрисања q1 и q2 на растојању r делује сила од 36 N.

Између два наелектрисања q1 и q2 на растојању 2r делује сила од 9 N. Ако растојање повећамо два пута сила се смањи четири пута.

Између два наелектрисања q1 и q2 на растојању 3r делује сила од 4 N. Ако растојање повећамо три пута сила се смањи девет пута. Можемо закључити да се интензитет електричне силе смањује са квадратом растојања између наелектрисања.

+ Зависност силе од наелектрисања Електрична сила између две наелектрисане куглице зависи и од количина наелектрисања на њима. Кулон није могао непосредно да мери ове количине наелектрисања, али је сјајно решио овај проблем. Прво је измерио силу између две једнако наелектрисане куглице на растојању r. +

+ + Затим је једну од куглица разелектрисао. Након додира са другом куглицом обе су се наелектрисале истим врстама наелектрисања, али је количина наелектрисања на њима сад била упола мања него у првом мерењу. + Овај оглед показује да је Кулон исправно размишљао. Објасните.

Тако је закључио да је сила је сразмерна производу наелектрисања. Када је измерио силу између ових наелектрисања на истом растојању као и у првом случају добио је да је сила између њих четири пута мања. + Тако је закључио да је сила је сразмерна производу наелектрисања.

Математички облик Кулоновог закона: Кулонов закон Две наелектрисане кугле се привлаче или одбијају силом која је сразмерна њиховим количинама наелектрисања, а обрнуто сразмерна квадрату међусобног растојања. Правац дејства електричне силе је правац најкраћег растојања међу куглама. Математички облик Кулоновог закона: Константа k зависи од средине у којој се налазе наелектрисна тела и за вакуум износи: