Физика

за сваког по нешто

Кулонов закон

Преузми Word документ

Презентација

Грчки филозоф Талес из Милета 600 г.п.н.е

  • када се ћилибар (једна врста смоле – жута смола четинара, окамењена после дугог стајања) протрља вуненом тканином привлачи ситне  комадиће

Енглески физичар Џилберт у 17. веку (1600. године)

  • обратио пажњу на ову појаву и показао да и друга тела имају ово својство – трењем могу да се доведу у стање  да привлаче ситне предмете
  • дао овој појави назив електрицитет по ћилибару који се на грчком назива електрон

Наелектрисање тела може да се врши на различите начине, а најједноставнији начин је наелектрисање трењем.

На основу огледа дошло се до закључка да постоје две врсте наелектрисаних тела. – Француз Дифе, 1734. године

стакло – свила или хартија

пластика – вунена тканина

Један врста је означена као позитивна а друга негативна. Наелектрисана стаклена шипка је означена као позитивна (+), а наелектрисана пластична шипка као негативна (-) – Бенџамин Френклин, 1747. године

Тела се привлаче ако су наелектрисана супротним врстама наелектрисања, а одбијају ако су наелектрисана истим врстама наелектрисања.

Тек када је објашњена структура материје односно грађа атома дошло се до одговора о наелектрисању.

Модел атома: (језгро – протони и неутрони, омотач – електрони)

atomska 1

Атом је електронеутралан (број протона једнак је броју електрона).

Када има вишак електрона атом је негативно наелектрисан, а када има мањак електрона атом је позитивно наелектрисан.

Тела се наелектришу тако што електрони прелазе са јеног тела на друго.

Пошто тела садрже мноштво атома ако су сви атоми електронеутрални и тело је електронеутрално. При трењу долази до преласка електрона са једног тела на друго. Нарушавањем равнотеже броја протона и електрона тело постаје наелектрисано.

  • електрони прелазе са стакла на свилену тканину
  • електрони прелазе са крзна на пластичну шипку

Поред наелектрисања трењем тело може да се наелектрише и додиром.

Помоћу електроскопа може да се утврдили је неко тело наелектрисано и колико је наелектрисано.

elektroskop 1    elektrostatika 2

Електрометар има скалу на којој може да се мери скретање казаљке – скретање зависи од количине наелектрисања.

elektrometar   elektrostatika 3

Количина наелектрисања – колико је неко тело наелектрисано:

q =n\cdot e

n – број који показује разлику броја протона и електрона у телу

e – наелектрисање једног електрона (елементарно наелектрисање)

Јединица за количину наелектрисања је КУЛОН, а означава се великим словом C.

elektrostatika 5

Појава при којој се повећава или смањује број електрона на телу назива се наелектрисавање тела.

ЗАКОН ОДРЖАЊА НАЕЛЕКТРИСАЊА

При наелектрисању тела не ствара се наелектрисање, оно се само раздваја и преноси се тела на тело, при чему укупан број позитивних и негативних елементарних наелектрисања остаје непромењен.

Између нелектрисаних тела делују силе. Силе су привлачне ако су тела наелектрисана супротним врстама наелектрисања, а одбојне ако су тела наелектрисана истим врстама наелектрисања.

Kulonov zakon

На основу резултата елсперимената француски физичар Шарл Кулон је утврдио да сила зависи зависи од количине наелектрисања и растојања између тела.

F =k\frac{q_{1}q_{2}}{r^{2}}

k – константа сразмерности

за вакуум k =9\cdot 10^{9}\frac{Nm^{2}}{C^{2}}

q_{1},q_{2} – количине наелектрисања

r– растојање између наелектрисаних тела

Сила узајамног привлачења или одбијања два наелектрисана тела је сразмерна производу количина наелектрисања, а обрнуто сразмерна квадрату међусобног растојања.

Кулонов закон може да се напише и у следећем облику:

F =\frac{1}{4\pi \epsilon_{0}}\frac{q_{1}q_{2}}{r^{2}}

 \epsilon_{0} – диелектрична пропустљивост вакуума

 \epsilon_{0}=8,85\cdot 10^{-12}\frac{C^{2}}{Nm^{2}}

Интензитет електричне силе зависи од особина средине у којој се налазе наелектрисања. Ако је средина између наелектрисања неки изолатор (диелектрик) електростатичка сила узајамног деловања биће мања. ( у води сила 81 пута слабија, ако је између наелектрисаних тела стакло сила је 10 пута слабија).

Величина која показује колико пута је интензитет силе узајамног деловања између наелектрисања мањи у некој средини него у вакууму назива се релативна диелектрина пропустљивост. Релативна диелектричка пропустљивост обележава се са  \epsilon_{r}.

F =\frac{1}{4\pi \epsilon_{0} \epsilon_{r}}\frac{q_{1}q_{2}}{r^{2}}

Силе делују дуж правца који спаја два тачкаста наелектрисања, а смер зависи од знака наелектрисања:

  • наелектрисања истог знака се одбијају
  • наелектрисања супротног знака се привлаче.

Ова сила се често назива и електростатичка сила.

Електростатика је део физике у којем се проучава узајамно деловање непокретних наелектрисаних тела.

Интензитет силе зависи од облика и величине тела, распореда наелектрисања на њима, међусобног растојања … Зато не постоји јединствена формула којом је одређен интензитет силе у произвољном случају.

Кулонов закон може да се примени само на међусобно дејство тачкастих наелектрисања.

Као тачкаста наелектрисања могу да се сматрају тела чије су димензије много мање у односу на њихово међусобно растојање.

Видео снимци – Наелектрисање

Видео снимци – Електростатичка машина

Видео снимци – Ван де Графов генератор

Видео снимци – Електричне појаве у атмосфери

Balloons and Static Electricity

Кликни и започни
John Travoltage

Кликни и започни
Електрично поље