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)

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.

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

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.

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.

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.