Закон кулона, електрична сила, напрямок, взаємодія заряджених тіл - навчальні курси

закон Кулона

Два точкових заряди діють один на одного з силою, яка обернено пропорційна квадрату відстані між ними і прямо пропорційна добутку їх зарядів (без урахування знака зарядів)

У різних середовищах, наприклад в повітрі і в воді, два точкових заряди взаємодіють з різною силою. Відносна діелектрична проникність середовища характеризують цю різницю. Це відома табличная величина. Для повітря.

Постійна k визначається як

Напрямок сили Кулона

Згідно з третім законом Ньютона. сили однієї природи виникають попарно, рівні за величиною, протилежні за напрямком. Якщо взаємодіють два неоднакових заряду, сила, з якою більший заряд діє на менший (В на А) дорівнює силі, з якою менший діє на більший (А на В).

Цікаво, що у різних законів фізики є деякі спільні риси. Згадаймо закон тяжіння. Сила гравітації також обернено пропорційні квадрату відстані, але вже між масами, і мимоволі виникає думка, що в цій закономірності криється глибокий сенс. До сих пір нікому не вдалося представити тяжіння і електрику як два різних прояви однієї і тієї ж сутності.

Сила і тут змінюється обернено пропорційно квадрату відстані, але різниця в величині електричних сил і сил тяжіння разюча. Намагаючись встановити загальну природу тяжіння і електрики, ми виявляємо таке перевагу електричних сил над силами тяжіння, що важко повірити, ніби у тих і у інших один і той же джерело. Як можна говорити, що одне діє сильніше іншого? Адже все залежить від того, яка маса і який заряд. Міркуючи про те, наскільки сильно діє тяжіння, ви не маєте права говорити: "Візьмемо масу такої-то величини", тому що ви вибираєте її самі. Але якщо ми візьмемо те, що пропонує нам сама Природа (її власні числа і заходи, які не мають нічого спільного з нашими дюймами, роками, з нашими заходами), тоді ми зможемо порівнювати. Ми візьмемо елементарну заряджену частинку, таку, наприклад, як електрон. Дві елементарні частинки, два електрона, за рахунок електричного заряду відштовхують один одного з силою, обернено пропорційною квадрату відстані між ними, а за рахунок гравітації притягуються один до одного знову-таки з силою, обернено пропорційною квадрату відстані.

Питання: як ставиться сили тяжіння до електричної силі? Тяжіння відноситься до електричного відштовхування, як одиниця до числа з 42 нулями. Це викликає глибоке здивування. Звідки могло взятися таке величезне число?

Люди шукають цей величезний коефіцієнт в інших явищах природи. Вони перебирають всілякі великі числа, а якщо вам потрібна велика кількість, чому не взяти, скажімо, відношення діаметра Всесвіту до діаметру протона - як не дивно, це теж число з 42 нулями. І ось кажуть: може бути, цей коефіцієнт дорівнює відношенню діаметра протона до діаметру Всесвіту? Це цікава думка, але, оскільки Всесвіт поступово розширюється, повинна змінюватися і постійна тяжіння. Хоча ця гіпотеза ще не спростована, у нас немає ніяких свідоцтв на її користь. Навпаки, деякі дані говорять про те, що постійна тяжіння не змінювалася таким чином. Це величезне число донині залишається загадкою.