Закон Кулона - раздел Физика, Учебно-методической комиссией Физика: курс лекций/ Г.В. Яборов, С.Н. Кравченко. – Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2009. – Ч. 2. – 63 с. Глава 1. ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОЕ ПОЛЕ В ВАКУУМЕ
Закон Кулона Определяет Силу Взаимодействия Между Двумя Непод...
Закон Кулона определяет силу взаимодействия между двумя неподвижными точечными зарядами. В скалярном виде он записывается следующим образом:
,
(1)
где F – сила взаимодействия двух неподвижных зарядов; q1 и q2 – значение зарядов без учета знаков, то есть по модулю; r – расстояние между ними; k – коэффициент пропорциональности, значение которого зависит от выбора единицы заряда и единицы длины. Направление силы выбирается исходя из выше описанного правила.
В системе единиц СИ: сила измеряется в Ньютонах, расстояние – в метрах, заряд – Кулонах. Коэффициент пропорциональности в законе Кулона:
,
где ε0 – новый коэффициент пропорциональности, называемый диэлектрической проницаемостью вакуума или электрической постоянной.
Скалярная запись закона Кулона ни чего не говорит о направлении силы взаимодействия двух зарядов. Примитивный случай, когда необходимо определять силу взаимодействия двух заряженных тел электрически изолированной системы. А если возникнет необходимость считать результирующую силу Кулона от нескольких тел, например силу взаимодействия ионов в кристалле. В частности в кристалле поваренной соли в кубатуре со стороной 1 мм примерно 1018 заряженных ионов. Учесть направление всех сил понятно будет трудно, если пользоваться скалярной записью закона Кулона. Поэтому закон Кулона удобно записать в векторной, или как говорят рациональной, форме:
,
(2)
где – радиус-вектор, проведенный из начала координат, в данном случае начало отсчета помещают на любой точечный заряд системы, а для двух зарядов на q1. Полученная при расчете сила, будет результирующей силой, действия остальных зарядов на заряд, на который поставили начало координат. Заряды в (2) подставляются со знаками.
В заряженном теле реальной геометрии, не в точечном заряде, заряд может растекаться неравномерно по телу. Поэтому для тел реальной геометрии вводят понятия трех функций плотностей электрических зарядов. Если заряд распределен равномерно, то каждая из этих функций плотности заряда равна константе.
Функцией линейной плотности зарядов называют распределение заряда по длине тела:
.
(3)
Поверхностная плотность электрических зарядов:
.
(4)
Объемная плотность электрических зарядов:
.
(5)
Прямым следствием закона Кулона, аналогично законам сохранения в механике, является закон сохранения полного заряда в замкнутой системе заряженных тел, который формулируется: заряд замкнутой электрической системы остается постоянным. Под замкнутой электрической системой понимают систему заряженных тел, тела в которой взаимодействуют между собой посредством силы Кулона и на систему не действуют сторонние электростатические силы. Т.е. в макроокружении этой системы нет других сторонних заряженных тел.
Я... Одобрено учебно методической комиссией машиностроительного факультета филиала ЮУрГУ в г Миассе...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Закон Кулона
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Закон сохранения электрического заряда
Взаимодействие между электрически заряженными частицами или телами, движущимися произвольным образом относительно инерциальной системы координат, осуществляется посредством электром
Напряженность электрического поля
Электростатическое поле не дано человеку в ощущении. Это особый вид материи, наличие которой можно определить с помощью инструмента. Инструментом в данном случае служит пробное заря
Потенциал электрического поля
Из закона Кулона и определения напряженности электрического поля следует, что напряженность электрического поля убывает обратно пропорционально квадрату расстояния, и на бесконечном
Поле электрического диполя в вакууме
Электрическим диполем называется простейшая система из двух одинаково разноименно заряженных точечных зарядов, находящийся на расстоянии l, изображенная на рис.2. Вектор
Для электростатического поля в вакууме
Вычисление напряженностей простейших электростатических полей, генерируемых точечными зарядами решается в рамках закона Кулона. Однако вычисление напряженности электростатического п
Дипольные моменты молекул диэлектрика
Диэлектриками или изоляторами называются вещества, которые при обычных условиях не проводят электрический ток.
Согласно классической теории, в диэлектриках в отличие от про
Поляризация диэлектриков
Если полярный диэлектрик не находится во внешнем электрическом поле, то в результате теплового движения молекул векторы их электрических дипольных моментов ориентированы беспорядочн
В изотропной диэлектрической среде
При рассмотрении электрического поля в веществе различают два типа электрических зарядов: свободные и связанные.
Связанными зарядами называют заряды, которые входят в соста
В изотропной диэлектрической среде
В изотропной диэлектрической среде вектор поляризованности пропорционален вектору напряженности внешнего эл
Сегнетоэлектрики
Сегнетоэлектриками называется группа твердотельных кристаллических ионных диэлектриков, обладающих в интервале температур спонтанной (самопроизвольной) поляризацией, которая сильно изменяется под в
Распределение зарядов в проводнике
Металл, в отличие от диэлектрика, проводит электрический ток. Следовательно, в металлических проводниках имеются свободные носители заряда – электроны проводимости или свободные электроны, которые
Электрическая емкость уединенного проводника
Уединенным называется проводник, который находится столь далеко от других тел, что влиянием их электрических полей можно пренебречь. Характер распределения зарядов по поверхности за
Энергия заряженных проводников и электростатического поля
В этом разделе всюду предполагается, что среда, в которой находятся заряженные тела и создано электрическое поле, электрически изотропная и не обладает сегнетоэлектрическими свойств
Законы постоянного тока в проводниках
4.2.1. Закон Ома для полной цепи
Полной электрической цепью называется цепь, составленная из источника постоянного тока и активной нагрузки в виде сопротивления (рис
Постоянный ток в жидкостях (растворах электролитов)
Неметаллические проводящие ток жидкости обладают ионной проводимостью, т.е. носители тока в них положительные и отрицательные ионы. Такие жидкости называются электролитами или проводниками II рода.
Постоянный ток в газах
Газы, в отличие от металлов и электролитов, состоят из атомов и молекул. В газах атомы и молекулы находятся в обособленном состоянии и, соответственно, они полностью электрически не
Работа выхода электрона из металла
Электроны проводимости металла, совершая беспорядочное тепловое движение, могут вылетать за пределы металлического тел, поэтому у поверхности металла существует электронное облако, постоянно обмени
Электронно-вакуумный диод
Простейший электронно-вакуумный прибор, состоящий из двух электродов, называется диодом. Электронно-вакуумный диод, представляет собой металлический или стеклянный баллон, внутри которого размещены
Электронно-вакуумный триод
В отличие от диода, электронно-вакуумном триоде – три электрода: катод, анод и сетка. Третий электрод (сетка) выполнен в виде металлической решетки из тонких проводников и расположен ближе к катоду
Заряд и разряд конденсатора
Конденсатор не проводит постоянный ток. При подключении к источнику тока разряженного конденсатора, он зарядится, и ток по нему, в дальнейшем, не потечет. Но, можно показать, что пр
Конденсатор в цепи гармонического переменного тока
Если подключить конденсатор параллельно к генератору переменного синусоидального (гармонического) тока, то через конденсатор будет протекать синусоидальный ток без искажения закона
RC-цепь в переменном синусоидальном токе
Иные процессы происходят при включении последовательно конденсатору сопротивления в цепь генератора синусоидального тока. Схема включения приведена на рис. 20.
Выбор системы координат и некоторые действия над векторами
Для математического нахождения положения точки в пространстве строится прямоугольная система координат, введенная Р.Декартом. Все три оси в декартовый системе координат взаимно перпендикулярны. Оси
,
,
,
– радиус-вектор, проведенный из начала координат, в данном случае начало отсчета помещают на любой точечный заряд системы, а для двух зарядов на q1. Полученная при расчете сила, будет результирующей силой, действия остальных зарядов на заряд, на который поставили начало координат. Заряды в (2) подставляются со знаками.
.
.
.
Новости и инфо для студентов