60154

Jak wiemy z doświadczeń, naelektryzowane ciała oddziałują na siebie. Jeżeli naładujemy dwie kulki ładunkami odpowiednio qi i to zaobserwujemy, że działają one na siebie pewną siłą. Siłę tą scharakteryzował francuski fizyk Karol August Coulomba w 1785r:_

Dwa ładunki punktowe działają na siebie siłą, która jest wprost proporcjonalna do iloczynu wartości tych ładunków, a odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości między nimi.

Siłę tą nazywamy siłą Coulomba. Zależy ona jeszcze od otoczenia, w jakim znajdują się te

F-k

r . Właśnie współczynnik proporcjonalności "k" zależy od otoczenia. Dla Nm²

ładunki

k-9 10*

próżni    C . By uogólnić wzór stosuje się inne oznaczenie współczynnika

F =

proporcjonalności:    ^r , gdzie ^e°to przenikalność dielektryczna próżni (

Sn-8J9

N ^m ). I tak wygląda wzór na siłę, z jaką oddziałują na siebie dwa ładunki punktowe umieszczone w próżni w odległości r.

Jeżeli ładunki te umieszczone są w innym środowisku niż próżnia to stosuje się nieco inny

f—i- a^k

współczynnik proporcjonalności:    4*ą,e_r r , gdzie ^£f to względna przenikalność

dielektryczna danego środowiska. Dla próżni wynosi ona 1. W zależności od środowiska przyjmuje ona inne wartości, a jakie to można dowiedzieć się z odpowiednich tabel. Warto też wiedzieć, że w powietrzu przenikalność dielektryczna jest prawie taka sama jak w próżni, więc prawie zawsze stosuje się wzór dla próżni.

Łatwo zauważyć, że prawo Coulomba jest bardzo podobne do prawa powszechnego ciążenia Newtona. Występuje jednak zasadnicza różnica. Siły grawitacji były zawsze siłami przyciągania. Siły Coulomba mogą zarówno przyciągać dwa ciała jak i je odpychać od siebie. Zależy to od ładunku tych ciał. Jeżeli ładunki tych ciał są różnoimienne (jeden ładunek jest dodatni, a drugi ujemny) to ciała te będą się wzajemnie przyciągać. W przeciwnym wypadku (oba ładunki są dodatnie, albo oba są ujemne) ciała te będą się wzajemnie odpychać.

Aby uświadomić sobie jak mocne jest to oddziaływanie w porównaniu do oddziaływania grawitacyjnego wyliczmy, z jaką siłą oddziałują na siebie dwa ładunki punktowe oddalone od siebie o 1 metr, naładowane oba ładunkiem 1C:

Fc

9 10*

N m²

“Ć⁵"

9 10*N

W dziale grawitacja wyliczyliśmy, z jaką siłą oddziałują na siebie dwa ciała o masie 1 kg, oddalone od siebie o 1 m:

Fg = 6j67-10^_,,N

Różnica spora - prawda?

2