Закон Кулона

Пры перадачы незараджаныя электроскоп электрычнага станоўчага або адмоўнага зарада, можна заўважыць, што лісточкі электроскопа будуць разыходзіцца на меншы або большы кут.

Прикоснёмся пры дапамозе наэлектрызаванай палачкі да стрыжня электроскопа і запомнім кут, на які будуць разыходзіцца лісточкі. Для таго каб выдаць разыходжанне лісточкаў электроскопа на большы кут, неабходна перадаць яму зарад з большай плошчы зараджанай палачкі. І, наадварот, лісточкі сыдуцца, пры дакрананні рукою да стрыжня электроскопа.

Такім чынам, мы выяўляем, што сіла электрычнага зарада на целах бывае больш ці менш. Такім чынам, можна казаць пра такое паняцце як велічыня зарада, а значыць, і аб яе вымярэнні.

Гэта стала магчыма дзякуючы адкрыццю ў канцы XVIII ст. закона аб узаемадзеянні электрычных зарадаў. Гэты закон адкрыў французскі фізік Кулон.

Закон Кулона быў адкрыты дасведчаным шляхам: навуковец праводзіў досведы з крутильными вагамі, з дапамогай якіх вымяраў сілу, з якой ўзаемадзейнічаюць наэлектрызаваныя аб'екты.

Крутильные шалі складаюцца з лёгкага, ня якая праводзiць ніякія электрычныя зарады каромысла, падвешанага на найтонкай металічнай ніткі ў шкляным посудзе цыліндрычнай формы. На адным краі стрыжня умацаваны пазалочаны шарык з коркі, a на іншай - процівагу. Верхнім сваім канцом дрот прымацоўваецца да цэнтра галоўкі, забяспечанай паказальнікам і верціцца па шкале, якая мае дзялення, якая служыць для вызначэння памеру кута закручвання замацаванай дроту.

Вечка пасудзіны мае адтуліну, праз якое на ізалятары падаецца іншы, сапраўды такі ж шарык b, які роўны шарыку a па памеры. Памер кутняга адлегласці паміж пазалочанымі шарыкамі a і b падлічваецца па дзяленнях, якія знаходзяцца на цыліндрычным пасудзіне. Для гэтага паварочваюць галоўку вагаў на пэўны кут, можна змяняць адлегласць.

Пасля таго як абодва шарыка будуць зараджаныя і ўстаноўлены на любой адлегласці, Кулон мог вызначаць сілу, з якой гэтыя шарыкі ўзаемадзейнічаюць, вымераючы кут закручвання ніткі.

Калі прыбор загадзя праградуіраваным, то вымераўшы кут павароту галоўкі, можна даведацца, з якой сілай ўзаемадзейнічаюць наэлектрызаваныя шарыкі.

Пры змене адлегласці паміж шарыкамі Кулон выявіў, што пры пастаянных зарадах сіла, з якой яны ўзаемадзейнічаюць, будзе зваротна прапарцыйная падвойнаму адлегласці паміж іх цэнтрамі.

Вырашэнне пытання аб вымярэнні велічыні зарадаў на шарыках было наступным: калі шарык b зарадзіць і, выняўшы з прыбора, даткнуцца з іншым шарыкам, то роўна палова зарада пяройдзе на іншы шарык з шарыка b. На ім, такім чынам, застанецца зарад удвая менш. Змясціўшы шарык b назад у прыбор, Кулон выявіў, што пры аднолькавай адлегласці паміж шарыкамі, іх сіла ўзаемадзеяння меншае ў два разы - прама прапарцыйна скарачэнні велічыні зарада.

Аналагічна мяняўся зарад рухаецца шарыка a.

Дзякуючы гэтым доследам быў адкрыты закон, які пасля стаў вядомы як закон Кулона, вызначэнне яго наступнае: сіла ўзаемадзеяння двух кропкавых зарадаў прама прапарцыйная іх велічыням, зваротна прапарцыйная квадрату адлегласці паміж зарадамі і накіравана па лініі, якая злучае гэтыя зарады.

Закон Кулона Амонтона выяўляецца формулай:

F = k (q1q2 / r²),

дзе q1 і q2 - велічыні кропкавых зарадаў, якія ўзаемадзейнічаюць, r - адлегласць паміж гэтымі зарадамі, а k з'яўляецца каэфіцыентам прапарцыйнасці, які залежыць ад таго, якія адзінкі вымярэння велічынь будуць уваходзіць у формулу.

Пры гэтым кропкавымі называюць такія зарады, якія знаходзяцца на целах любога памеру і формы, якія досыць малыя ў параўнанні з адлегласцямі, на якіх разглядаецца іх узаемадзеянне.

Даследаванні паказалі, што на велічыню сілы F аказвае ўплыў навакольнае асяроддзе, і формула, якая выказвае закон Кулона, прымяняецца толькі ў тым выпадку, калі ўзаемадзейнічаюць зараджаныя цела ў вакууме.

Дзякуючы законе Кулона была ўсталяваная адзінка электрычнага разраду. Так, пад ёй маюць на ўвазе зарад, які дзейнічае ў вакууме на ідэнтычны зарад, які знаходзіцца на адлегласці ў адзін сантыметр, з сілай у адну Дзіну. Гэта абсалютная электрастатычных адзінка зарада.