Народна Освіта » Фізика » Закон Кулона

НАРОДНА ОСВІТА

Закон Кулона

Надаючи електрометру електричного заряду того чи іншого знака, можна виявити, що стрілка електрометра відхиляється на більший чи менший кут.

Доторкнемося до стрижня електрометра наелектризованою паличкою і запам’ятаємо кут, на який відхилиться стрілка (мал. 62 а). Щоб стрілка відхилилася на більший кут, треба передати електрометрові заряд з більшої поверхні зарядженої палички. Доторкнемося до електрометра рукою — він розрядиться, стрілка стане вертикально. З’єднаємо заряджений і незаряджений електрометри металевим стрижнем — деяка кількість заряду перейде з одного на другий електрометр (мал. 62 б).

Кулон Шарль Опотен (1736— 1806) — французький фізик і інженер. Праці стосуються електрики, магнетизму, механіки. У 1785 р. дослідив силу взаємодії між зарядженими тілами і сформулював закон взаємодії, названий його ім'ям.

Таким чином, ми бачимо, що електричний заряд на тілах може бути більшим або меншим, заряд можна вимірювати.

Вимірювання електричних зарядів стало можливим після відкриття наприкінці XVIII ст. французьким фізиком Кулоном закону взаємодії між електричними зарядами.

Кулон у своїх дослідах користувався крутильними терезами, за допомогою яких він вимірював силу взаємодії між наелектризованими тілами.

Крутильні терези (мал. 63 а) складаються з легкого скляного коромисла, підвішеного на дуже тонкому металевому дроті в циліндричній скляній посудині. На одному кінці коромисла укріплено металеву кульку А, а на другому — противагу С. Дріт верхнім своїм кінцем прикріплений до центра головки Д, що має покажчик і може обертатися по шкалі з поділками, яка слугує для визначення кута закручування дроту.

 

На кришці посудини є отвір, крізь який вводиться друга кулька В, однакова за розміром з кулькою А. Кутова відстань між кульками А і В відлічується за поділками на циліндричній посудині. Повертанням головки Д терезів на деякий кут цю відстань можна змінювати.

Зарядивши обидві кульки і наблизивши їх на певну відстань одна від одної, Кулон за кутом закручування дроту визначав силу взаємодії між кульками.

Змінюючи відстань між кульками, Кулон установив, що при незмінних зарядах на них сила взаємодії обернено пропорційна квадратові відстані між центрами кульок.

Питання про величину зарядів на кульках було розв’язане так. Якщо зарядити кульку В, вийнявши її з приладу, і привести її в дотик з кулькою А, то половина заряду з кульки В перейде на кульку А. На кульці Bf таким чином, буде вдвічі менший заряд. Кулон установив, що при незмінній відстані між кульками А і Б сила взаємодії змінюється прямо пропорційно добутку зарядів кульок.

На підставі дослідів Кулон установив закон, згідно з яким сила, з якою взаємодіють два точкових заряди, прямо пропорційна величинам зарядів, обернено пропорційна квадратові відстані між ними і спрямована вздовж лінії, що сполучає ці заряди. Цей закон виражається формулою:

де (/і і q2 — величини взаємодіючих точкових зарядів (мал. 63 б), г — відстань між ними, k — коефіцієнт пропорційності, що залежить від

вибору одиниць вимірювання величин, які входять у формулу.

Дослідження показали, що навколишнє середовище впливає на величину сили взаємодії заряджених тіл. Тому формула Кулона може бути строго застосована тільки у випадку взаємодії заряджених тіл у безповітряному просторі (вакуумі). Кулон проводив свої дослідження в повітрі, яке

дуже слабо впливає на взаємодію зарядів. Це і дало можливість установити закон взаємодії точкових зарядів.

За одиницю електричного заряду в системі CI прийнято 1 кулон (1 Кл). 1 кулон — це велике значення заряду. 1 Кл дорівнює сумі зарядів 6,25-1018 електронів. Два точкових заряди величиною в 1 Кл діяли б один на одного на відстані 1 м із силою 9-Ю9 Н.

Під час розв’язання задач потрібно враховувати, що у формулі:

Сила взаємодії двох точкових нерухомих зарядів у вакуумі прямо пропорційна добуткові величин зарядів і обернено пропорційна квадрату відстані між ними.

1. Сформулюйте закон Кулона. 2. У яких одиницях вимірюється заряд? 3. Охарактеризуйте досліди Кулона з крутильними терезами. Запишіть формулу закону Кулона. 4. Чому дорівнює коефіцієнт пропорційності у формулі Кулона?

? 1. Внаслідок тертя з поверхні скляної палички було видалено 6,4-Ю10 електронів. Визначити електричний заряд на паличці в кулонах. На скільки зменшилася маса палички? (Маса електрона m = 9,1 · 10-31 кг). 2. На якій відстані у вакуумі треба розташувати два заряди величиною 5,0-КГ9 Кл і 6.0-1СГ9 Кл, щоб вони відштовхувалися із силою 12-10-5 Н?

Домашній експеримент

Застроми в корок від пляшки голку вушком. Поклади корок на стіл і наклади на вістря голки невеликий папірець такої форми, як показано на мал. 64. Потім накрий цей «прилад» тонкостінною добре просушеною над вогнем склянкою. Якщо тепер потерти склянку шерстяною тканиною, то папірець під нею почне коливатись і рухатись. Рухатимемо тканину по склянці вгору і вниз — і папірець почне коливатися вгору і вниз; поведемо тканиною вправо — і папірець почне рухатися вправо, і т. д. Чому папірець рухається?

 

Це матеріал з підручника Фізика 8 клас Гуз

 

Категорія: Фізика

Автор: evg от 7-08-2016, 14:05, Переглядів: 1897