Принцип Кулона простыми словами: формула, описание, практическое применение и его значение

Ниже мы объясним простыми словами, что такое правило и закон Кулона и где они применяются.

Содержание

Принцип Кулона простыми словами: формула, описание, практическое применение и его значение

В физике есть раздел, изучающий электрические разряды и их взаимодействие с электрическим полем в состоянии покоя, и называется он электростатикой. В этой главе основным принципом оказывается правило Кулона.

Это правило используется для определения силы, с которой взаимодействуют два покоящихся электрических заряда, или расстояния одного заряда от другого. Закон Кулона ни от чего не зависит и ни от чего не зависит. Это фундаментальный закон. Таким образом, тип рассматриваемого объекта не влияет на силу и ее значение.

Ниже мы объясним простыми словами, что такое правило и закон Кулона и где они применяются.

¯left(|q| ; |Q|) ¯left( ¯textПоля являются величинами зарядов;

Закон Кулона для зарядов в вакууме

Рассмотрим два точечных заряда в вакууме (рис. 2).

На рисунке 2 сила F ) – это сила, с которой положительный заряд Q отталкивает другой положительный заряд q. А сила ∆F_ _) принадлежит заряду q, это сила, с которой он отталкивает заряд Q.

Примечание: Точечный заряд – это заряженное тело, размером и формой которого можно пренебречь.

Силы взаимодействия зарядов, согласно третьему закону Ньютона, равны по величине и противоположны по направлению. Поэтому для простоты мы можем ввести условные обозначения:

F_ = F_ = F]

Для силы взаимодействия зарядов в вакууме Шарль Кулон сформулировал закон следующим образом:

Два точечных заряда в вакууме
взаимодействуют с силой
прямо пропорциональный
на произведение величин зарядов
и обратно пропорционально
квадрату расстояния между ними.

Формула этого закона в математике записывается следующим образом:

F (слева) – это сила, с которой два точечных заряда притягиваются или отталкиваются друг от друга;

F (левая часть) – это сила притяжения или отталкивания между двумя точечными зарядами; FF – это величина первого заряда;

(q| left( text(|q| text) – величина второго заряда;

(Q) left( text¯ – расстояние между двумя точечными зарядами;

¯ – это константа, коэффициент в системе СИ;

Сила – это вектор. Две основные характеристики вектора – это его длина и направление.

Формула позволяет найти одну из характеристик вектора F – модуль (длину) вектора.

Чтобы найти второе свойство вектора F – его направление, мы должны использовать принцип: представьте, что мы соединяем два неподвижных точечных заряда прямой линией. Сила, с которой они взаимодействуют, будет направлена вдоль этой прямой.

Кулоновская сила является центральной силой, поскольку она направлена вдоль прямой, соединяющей центры тел.

Примечание: Другим примером центральной силы является гравитационная сила.

Что такое k-фактор с точки зрения физики?

Константа, входящая в формулу для силы взаимодействия зарядов, имеет такой физический смысл:

k – это сила, с которой два положительных точечных заряда массой 1 Кл отталкиваются друг от друга, когда расстояние между ними равно 1 метру.

Значение константы k равно девяти миллиардам!

Это означает, что заряды взаимодействуют друг с другом с большими силами.

Константу k можно рассчитать экспериментально, поместив два известных заряда (не обязательно по 1 Кулону каждый) на удобное для измерения расстояние (не обязательно 1 метр) и измерив силу их взаимодействия.

В эту формулу мы подставляем известные величины зарядов, расстояние между ними и измеренную силу:

Значение k связано с электрической постоянной ∆varepsilon по этой формуле:

Поэтому дробь в правой части этой формулы можно найти в различных учебниках физики, где она заменяет коэффициент k.

Закон Кулона действителен для точечных заряженных тел. Практически закон Кулона хорошо выполняется, если размеры заряженных тел намного меньше расстояния между ними.

Закон Кулона

Закон Кулона количественно описывает взаимодействие заряженных тел. Это фундаментальный закон, т.е. он установлен опытным путем и не вытекает ни из какого другого закона природы. Он сформулирован для стационарных точечных зарядов в вакууме. В реальности точечных зарядов не существует, но заряды, размеры которых намного меньше расстояния между ними, можно считать таковыми. Сила взаимодействия в воздухе почти такая же, как сила взаимодействия в вакууме (она меньше тысячной доли слабой).

Электрический заряд – это физическая величина, характеризующая свойство частиц или тел взаимодействовать с электромагнитными силами.

Кулоновские эксперименты позволили измерить взаимодействие между сферами, размеры которых намного меньше расстояния между ними. Такие заряженные тела принято называть точечные заряды. 9 ¯) – коэффициент пропорциональности в законе Кулона

Силы взаимодействия следуют третьему закону Ньютона: ∆vec_=vec_ ) . Это отталкивающие силы для одинаковых знаков заряда и притягивающие силы для разных знаков.

Электрический заряд обычно обозначается буквами q или Q .

Обобщение всех известных экспериментальных фактов приводит к следующим выводам:

Существует два типа электрических зарядов, условно называемых положительным и отрицательным зарядами.

Заряды могут быть переданы (напр. путем прямого контакта) от одного тела к другому. В отличие от массы тела, электрический заряд не является неотъемлемым свойством этого тела. Одно и то же тело может иметь разный заряд в разных условиях.

Одинаковые заряды отталкиваются, противоположные заряды притягиваются. В этом также заключается фундаментальное различие между электромагнитными и гравитационными силами. Гравитационные силы всегда являются притягивающими силами.

Взаимодействие статических электрических зарядов называется электростатическим или кулоновским взаимодействием. Ветвь электродинамики, которая занимается изучением кулоновского взаимодействия, называется электростатикой.

Закон Кулона действителен для точечных заряженных тел. Практически закон Кулона хорошо выполняется, если размеры заряженных тел намного меньше расстояния между ними.

Обратите внимание, что для того, чтобы закон Кулона был действителен, необходимы три условия:

• Точка заряда – То есть, расстояние между заряженными телами намного больше, чем их размеры.
• Неподвижность зарядов. В противном случае возникают дополнительные эффекты: магнитное поле движущегося заряда и соответствующая дополнительная сила Лоренца, действующая на другой движущийся заряд.
• Взаимодействие зарядов в вакууме.

В Международной системе зарядов единицей заряда является кулон (Cl) .

Кулон – это заряд, который проходит через поперечное сечение проводника за 1 секунду при силе тока 1 А. Единица СИ – сила тока (ампер) – является основной единицей измерения наряду с единицами длины, времени и массы.

Проведя серию экспериментов, аналогичных нашим, Кулон обнаружил, что модуль силы между двумя заряженными шариками обратно пропорционален квадрату расстояния между ними:

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам из комплекта, вы должны добавить его в свой личный кабинет через покупку в каталоге.

Получите удивительные возможности

Конспект урока “Взаимодействие точечных зарядов. Закон Кулона”.

Эксперименты французского физика Шарля Дюфе показали, что тела с зарядами противоположного знака притягиваются друг к другу, а тела с зарядами одинакового знака отталкиваются друг от друга. Сила взаимодействия между наэлектризованными телами сложным образом зависит от формы наэлектризованных тел и характера распределения заряда на них. Только для точечных зарядов закон взаимодействия записывается в довольно простой форме.

Точечным зарядом будем называть такое заряженное тело, размеры которого существенно меньше расстояния этого тела от точки наблюдения и от других тел (т. е. размерами заряженного тела в условиях задачи можно пренебречь).

Точечный заряд – это идеальная физическая модель заряда в электростатике (так же, как материальная точка в механике и идеальный газ в молекулярной физике).

Так, в 1785 году французский физик Шарль Огюстен де Кулон первым опубликовал результаты своих исследований по взаимодействию неподвижных точечных зарядов. Идея его экспериментов была похожа на эксперимент Генри Кавендиша по определению плотности Земли (напомним, что эти данные позже были использованы для определения гравитационной постоянной, которая является частью закона Ньютона о всеобщем тяготении).

Как вы уже догадались, Кулон использовал в своих экспериментах торсионные весы особой конструкции. Это были два стеклянных цилиндра, из которых откачивался воздух. Внутри цилиндров на тонкой серебряной нити был подвешен легкий непроводящий луч. На одном конце луча находился проводящий шар, а на другом – противовес (обычно бумажный). Шарик на штанге можно зарядить точно таким же проводящим шариком, прикрепленным к изолирующей штанге, которая прикреплена к крышке нижнего цилиндра. Когда шарики соприкасаются, заряд равномерно распределяется между ними, и шарики отталкиваются друг от друга. По углу закручивания нити можно определить силу, с которой взаимодействуют шарики. Торсионный микрометр позволяет экспериментатору дополнительно скручивать проволоку на точно определенную величину, уменьшая или, наоборот, увеличивая угол скручивания. Таким образом, можно измерить упругость и расстояние между зарядами в нескольких положениях равновесия.

Проведя серию экспериментов, аналогичных нашим, Кулон обнаружил, что модуль силы между двумя заряженными шариками обратно пропорционален квадрату расстояния между ними:

Следующим шагом было определение зависимости силы взаимодействия от заряда. Разряжая движущийся шар, касаясь его рукой, а затем прикасаясь к уже заряженному шару, Кулон смог получить на нем заряды, модуль которых был в 2, 4, 8 и так далее раз меньше первоначального. Он узнал, что на фиксированном расстоянии модуль сил взаимодействия двух неподвижных заряженных тел прямо пропорционален произведению модулей электрических зарядов каждого из них:

Обобщив результаты своих экспериментов, ученый пришел к выводу, что Модули сил взаимодействия двух неподвижных, точечно заряженных тел в вакууме прямо пропорциональны произведению модулей зарядов этих тел и обратно пропорциональны квадрату расстояния между ними:

Интересно, что Генри Кавендиш пришел к точно такому же выводу в 1771 году. Однако результаты его экспериментов не были опубликованы и долгое время оставались неизвестными. Кавендишские рукописи были переданы Джеймсу Максвеллу только в 1874 году.

Взаимодействие неподвижных электрических зарядов мы будем называть кулоновским или электростатическим взаимодействием, а возникающие силы – кулоновскими силами.

Согласно третьему закону Ньютона, эти силы направлены в противоположные стороны вдоль линии, соединяющей взаимодействующие заряды. Другими словами, Кулоновские силы – это центральные силы.

Коэффициент пропорциональности, содержащийся в законе Кулона, зависит от выбора системы единиц измерения. В Международной системе зарядов единицей заряда является кулон (Кл). Вспомните, что Один кулон – это заряд, который проходит через поперечное сечение проводника за 1 с при силе тока 1 А.

Значение одного ампера определяется таким образом, что коэффициент “ка” приблизительно равен девяти умноженным на десять в девятой степени ньютонам, умноженным на квадратный метр и разделенным на квадрат кулонов:

Также очень часто можно встретить коэффициент пропорциональности, написанный таким образом:

Здесь ε₀ – это электрическая постоянная, значение которой мы сейчас видим на экране:

Закон Кулона можно записать следующим образом:

Обратите внимание, что закон Кулона справедлив не только для неподвижных точечных зарядов, но и для заряженных сфер на любом расстоянии между их центрами.

Эксперименты показали, что взаимодействие электрически заряженных тел в вакууме практически не отличается от их взаимодействия в воздухе. Поэтому эта формула используется для описания взаимодействия заряженных тел как в вакууме, так и в воздухе.

Однако если заряженное тело находится в воде, парафине, масле или любой другой непроводящей среде, модуль сил взаимодействия будет в ε раз меньше, чем в вакууме:

Это значение называется диэлектрическая проницаемость среды. Он показывает, во сколько раз сила взаимодействия зарядов в среде меньше, чем в вакууме.

В качестве примера, давайте решим эту проблему с вами. Два одинаковых шарика с зарядами 10 нКл и 90 нКл находятся в воздухе. Шарики приводятся в контакт и разделяются путем помещения их в жидкий диэлектрик. Определите его диэлектрическую проницаемость, если сила взаимодействия между шарами не изменится.

В заключение отметим, что сила взаимодействия двух точечных зарядов не меняется при появлении третьего точечного заряда или любого количества точечных зарядов.

В этом случае силы каждого из зарядов, действующие на приложенный заряд, определяются законом Кулона. А результирующая сила – это векторная сумма сил, с которыми каждая из них в отдельности действует на приложенный заряд. И в этом это принцип суперпозиции..

Используя его и закон Кулона, можно описать электростатическое взаимодействие любой системы зарядов.

Прямая пропорциональность – это связь между двумя величинами, при которой одна величина зависит от другой так, что их соотношение остается неизменным. Такие величины называются прямо пропорциональными или просто пропорциональными.

Где закон Кулона применяется на практике

Фундаментальный закон электростатики – важнейшее открытие Шарля Кулона, которое нашло применение во многих областях.

Работы знаменитого физика были использованы в процессе изобретения различных приборов, инструментов, аппаратов. Например, молниеотвод.

Молниеотводы защищают дома и здания от ударов молнии во время грозы. Это повышает степень защиты электрооборудования.

Молниеотводы работают по следующему принципу: во время грозы на земле постепенно накапливаются сильные индуктивные заряды, которые поднимаются вверх и притягиваются облаками. Это создает большое электрическое поле на земле. Вблизи молниеотвода электрическое поле становится сильнее, так что от наконечника устройства зажигается коронообразный электрический заряд.

Затем заряд, созданный на земле, притягивается к заряду облака с противоположным знаком, как и должно быть согласно закону Шарля Кулона. Затем воздух подвергается процессу ионизации, и напряженность электрического поля становится ниже вблизи конца молниеотвода. Это сводит к минимуму риск попадания молнии в здание.

Обратите внимание! Если в здание, на котором установлен молниеотвод, ударит молния, пожара не произойдет, а вся энергия уйдет в землю.

На основе закона Кулона было разработано устройство под названием “ускоритель частиц”, которое сейчас пользуется большим спросом.

Это устройство создает сильное электрическое поле, которое увеличивает энергию попадающих в него частиц.

Концепция электрического поля также основана на знании кулоновской силы. Было доказано, что электрическое поле неразрывно связано с зарядами элементарных частиц.

Грозовые облака – это не что иное, как скопление электрических зарядов. Они притягивают индуцированные заряды из земли, что вызывает молнию. Это открытие позволило создать эффективные молниеотводы для защиты зданий и электроустановок.

На основе электростатики было создано множество изобретений:

• конденсатор;
• различные диэлектрики;
• антистатические материалы для защиты чувствительных электронных деталей;
• Защитная одежда для работников электронной промышленности и многих других.

Закон Кулона является основой для работы ускорителей заряженных частиц, в частности Большого адронного коллайдера

Рисунок 4: Большой адронный коллайдер

Заряженные частицы ускоряются до скоростей, близких к скорости света, под действием электромагнитного поля, создаваемого катушками, расположенными вдоль дорожки. В результате столкновения происходит распад элементарных частиц, следы которого регистрируются электронными приборами. На основе этих изображений, используя закон Кулона, ученые делают выводы о структуре элементарных компонентов материи.

Зная, что электричество существует уже тысячи лет, человек начал изучать его с научной точки зрения только в 18 веке. (Интересно, что те же ученые того времени, которые работали над этой проблемой, выделили электричество в отдельную от физики науку и назвали себя “электриками”). Одним из первооткрывателей электричества был Шарль Огюстен де Кулон. После тщательного изучения сил взаимодействия между телами с различными электростатическими зарядами он сформулировал закон, который теперь носит его имя. В основном его эксперименты проходили следующим образом: различные электростатические заряды передавались двум маленьким шарикам, подвешенным на тончайших нитях, после чего суспензии с шариками сближались. Когда шарики поднесли близко друг к другу, они начали притягиваться друг к другу (с противоположными полярностями). Поляризация электрических зарядов) или отталкивания (в случае униполярных зарядов). В результате нити отклонялись от вертикали на достаточно большой угол, при котором силы электростатического притяжения или отталкивания уравновешивались силами земного притяжения. Измерив угол отклонения, зная массу сфер и длину подвесов, Кулон рассчитал силы электростатического взаимодействия при различных расстояниях сфер друг от друга и вывел из этих данных эмпирическую формулу:

Закон Кулона

Сила взаимодействия между двумя точечными электрическими зарядами пропорциональна величине зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Явление электростатического притяжения было известно еще древнегреческим ученым до нашей эры. Они знали, например, что если потереть янтарь кошачьей шерстью, а стекло – шелком, то они будут притягиваться друг к другу. Кроме того, они знали, что с помощью таких предметов могут взаимодействовать другие объекты: например, если наэлектризованный янтарь коснется пробковой крошки, то он оттолкнет другие пробковые крошки, к которым прикасался янтарь, и притянется к крошкам, к которым прикасалось стекло. Сегодня мы знаем, что подобное притяжение и отталкивание является проявлением статическое электричество. Электростатические явления мы наблюдаем и в повседневной жизни, когда, например, нам приходится буквально отдирать свежевыстиранную и высушенную одежду, или когда мы не можем разобраться с наэлектризованными и буквально вьющимися волосами.

Электростатика в современном понимании начинается с осознания того, что такое поведение (притяжение или отталкивание), наблюдаемое древними греками, является следствием существования в природе двух типов электрического заряда – положительного и отрицательного. В атоме они разделены. Положительные заряды сосредоточены в атомном ядре и переносятся протонами, а электроны, которые несут отрицательные заряды, распределены вокруг ядра (см. Атом Бора). Американский государственный деятель и ученый Бенджамин Франклин (1706-1790) первым выдвинул тезис о том, что в природе существует только два типа электрического заряда и что только они ответственны за все наблюдаемые нами электростатические явления, такие как описанные выше.

Говоря современным языком, он рассуждал так: если удалить из вещества часть отрицательно заряженных электронов, оно останется положительно заряженным, поскольку в нормальном состоянии отрицательный заряд электронов компенсирует положительный заряд ядер. Однако если к веществу в его нормальном состоянии добавить дополнительные электроны, оно приобретет отрицательный заряд.

Зная, что электричество существует уже тысячи лет, люди начали изучать его с научной точки зрения только в 18 веке. (Интересно, что ученые той эпохи, изучавшие эту проблему, выделяли электричество как отдельную науку из физики и называли себя “электриками”). Одним из первооткрывателей электричества был Шарль Огюстен де Кулон. После тщательного изучения сил взаимодействия между телами, имеющими различные электростатические заряды, он сформулировал закон, который теперь носит его имя. В основном его эксперименты проходили следующим образом: различные электростатические заряды передавались двум маленьким шарикам, подвешенным на тончайших нитях, после чего суспензии с шариками приближали друг к другу.

Когда шарики подошли достаточно близко, они притянулись друг к другу (с противоположными полярностями). Поляризация заряды) или отталкиваются (в случае униполярных зарядов). В результате нити отклонялись от вертикали на достаточно большой угол, при котором силы электростатического притяжения или отталкивания уравновешивались силами гравитационного притяжения. Измерив угол отклонения, зная массу шаров и длину подвесов, Кулон рассчитал силы электростатического взаимодействия при различных расстояниях шаров друг от друга и на основе этих данных вывел эмпирическую формулу

F = kQq/ D 2

где Q и qэто значения электростатических зарядов, D – расстояние между ними, и

k – экспериментально определенный Постоянная Кулона.

Мы сразу же замечаем два интересных момента в законе Кулона. Во-первых, в своей математической форме он повторяет закон всемирного тяготения Ньютона, если в последнем заменить массы зарядами, а постоянную Ньютона – постоянной Кулона. И в этом сходстве есть много правильного. Согласно современной квантовой теории поля, как электрические, так и гравитационные поля возникают, когда физические тела обмениваются элементарными частицами, несущими энергию, лишенными массы покоя. фотоны или гравитоны соответственно. Таким образом, несмотря на кажущееся различие в природе гравитации и электричества, эти две силы имеют много общего.

Второй важный момент касается постоянной Кулона. Когда шотландский физик-теоретик Джеймс Кларк Максвелл вывел систему уравнений Максвелла для общего описания электромагнитных полей, оказалось, что постоянная Кулона напрямую связана со скоростью света с. Наконец, Альберт Эйнштейн показал, что с играет роль фундаментальной мировой константы в теории относительности. Таким образом, можно проследить, как самые абстрактные и универсальные теории современной науки развивались шаг за шагом, вбирая в себя более ранние результаты, начиная с простых выводов, сделанных на основе настольных физических экспериментов.

м>кл>кл>кл>

Читайте далее:

• 1 Понятие электромагнитного поля и его различные проявления. Материальность – Работа в школе.
• Молния – как она работает? Принцип работы, инструкция по монтажу!.
• Как и откуда берутся молнии: типы, физическая природа, причины. Физика атмосферы.
• Многоликий протон.
• Значение слова ЗАРЯД. Что такое ЗАРЯД?.
• Электрический заряд и элементарные частицы. Закон сохранения заряда.
• История молниезащиты (громоотвода), первые изобретения в области молниезащиты; Школа для электриков: электротехника и электроника.

Произведение зарядов в законе Кулона . Естественная механика природы

Переходя от закона тяготения к закону Кулона, используем, ставший для нас уже традиционным способ – рассмотрим очередную наглядную механистическую модель. На Рис. 3 изображено, по сути то же самое, что и на Рис.2, но узловые кванты указаны со знаками их полярности, которые были приняты произвольно.

Рис. 3. Модель элемента структуры нашей Вселенной, наглядно показывающая, что произведение электрических зарядов в числителе закона Кулона, является следствием разницы в количестве КС, создающих противоположное по направлению электрическое взаимодействие между соединяемыми ими телами.

Повторно обращаю ваше внимание на то, что в СКТВ полярность узловых квантов – это лишь качественный (безразмерный) показатель, определяющий направленность возникающей в ЭСЛ силы электрического взаимодействия между двумя КУ, соединенными КС, в состав которого входит указанная ЭСЛ. Если знаки полярности КУ противоположны, то в известных нам сейчас физических процессах ЭСЛ притягивает такие КУ друг к другу, а если одинаковы – то отталкивает их. Будем считать, что притяжение соответствует для ЭСЛ знаку «минус», а отталкивание – знаку «плюс». Количество узловых квантов в составе материального тела, имеющих положительную полярность, обозначим

n_у+, а отрицательную, соответственно, n_у—. Разница между количеством узловых квантов с положительной и отрицательной полярностью и определяет в структурно-квантовой теории понятие электрический заряд материального тела (q), включая его знак:

                           q = n_у+ — n_у— (11)

Как видите, электрический заряд в СКТВ – это безразмерная величина, это разница в количестве узловых квантов противоположной полярности в составе частицы вещества, и только.

Связать электрический заряд с сосредоточенной в точке причиной возникновения абсолютной величины силы взаимодействия, причём на расстоянии (пусть и с помощью излучаемых частиц), здесь немыслимо. Такие представления, которые сегодня заложены в основу теоретической физики, структурно-квантовая теория полностью отвергает. Следовательно, так же, как в законе тяготения тяжёлая масса, точечный электрический заряд с размерностью кулон теряет в СКТВ свой физический смысл. Одновременно теряют фундаментальный физический смысл и такие понятия, как напряжённость и потенциал электромагнитных полей (что, конечно, ничуть не мешает использовать эти понятия в прикладной науке и инженерной практике).

Изображённая на Рис. 3 схема наглядно показывает, что сила электрического взаимодействия между двумя телами (F_е) связана не с их электрическими зарядами, как таковыми (q₁и q₂), а с силами (F_се), которые создают ЭСЛ каждого из КС, соединяющих эти тела, и разницей в количестве соединяющих квантов, создающих электрические силы противоположной направленности. Столь же хорошо видно, что

указанная разница в количестве КС, имеющих электрические силы противоположной направленности, прямо пропорциональна произведению электрических зарядов взаимодействующих тел, определённых по формуле (11). Если принять, что все F_се по абсолютной величине в среднем одинаковы, мы получим:

                     F_е  =   q₁  q₂  | F_cе |, (12)

Знаки зарядов взаимодействующих тел в формуле (12) однозначно определяют направленность F_е (притяжение или отталкивание).

Как и в случае с законом тяготения, легко проверить, что выраженные формулами (11) и (12) закономерности проявляются всегда, при любом количестве узловых квантов во взаимодействующих телах и любом сочетании их полярности. Таким образом, закон Кулона для электрических зарядов в рамках структурно-квантовой теории Вселенной, это уже не просто математическая формула, правильно описывающая результаты экспериментов, а, как и закон тяготения, настоящий физический закон, имеющий ясный и конкретный физический смысл, выраженный основанной на механике наглядной моделью и соответствующей ей математической формалистикой.

Ну, вот и всё. Простой пересчёт количества соединяющих квантов (их ЭСЛ с разной силовой направленностью), и загадка физического смысла произведения электрических зарядов в числителе формулы закона Кулона разгадана с той же лёгкостью, как перед этим загадка произведения масс в числителе закона тяготения. И снова ясна сама причина физических явлений. Обратите внимание, что с размерностью в формуле (12), как и в формуле (10), всё в порядке, не требуется никаких корректирующих размерность коэффициентов. Это явный признак правильного математического описания фундаментальных физических законов. По-другому в математическом аппарате настоящей фундаментальной теоретической физики, согласитесь, быть не должно. СКТВ здесь «работает» безукоризненно точно.

Примечание. Вышеуказанное можно использовать и как ещё один аргумент для опровержения общей теории относительности. Пусть произведение масс в законе тяготения является следствием искривления пространства. Но что тогда является причиной в точности такого же произведения электрических зарядов? Тоже искривление пространства в каких-то недоступных нам измерениях?

После приведенного выше объяснения причин наличия произведения масс и электрических зарядов в математических формулировках законов тяготения и Кулона практически невозможно представить себе, что закон Кулона для магнитных зарядов, который математически им совершенно идентичен, имеет в своей физической основе что-либо принципиально отличающееся от той же самой комбинаторики узловых и соединяющих квантов. Но магнитные силовые линии, как мы их сегодня себе представляем – это либо окружности, либо криволинейные образующие различных тел вращения. Можно ли это объяснить с помощью структурно-квантовой модели, построенной исключительно на прямолинейности? Можно. Пусть для начала и приблизительно.

Анализ причины произведения электрических зарядов в законе Кулона проведён выше для материи, находящейся в состоянии покоя. Структурно-квантовая модель не даёт никаких оснований считать, что и движение заряженных частиц в радиальном направлении друг относительно друга (без пересечения соединяющих квантов) вызовет какое-либо изменение в проявлении электрического взаимодействия (в отклонении от закона Кулона для электрических зарядов). Примером такого движение может служить равномерное сжатие или расширение всей структуры нашей Вселенной без вращения её элементов друг относительно друга. Но, если соединяющие кванты пересекаются за счёт относительного движения квантов узловых (вещества), то картина электрического взаимодействия, в отличие от гравитационного, искажается возникающими при таких пересечениях волнами электромагнитного излучения, увеличивающими длину ЭСЛ соединяющих квантов относительно длины их ГСЛ, что, в свою очередь, уменьшает силы электрического взаимодействия. Движение способное привести к пересечению соединяющих квантов – это, в первую очередь, вращательное движение узловых квантов относительно друг друга. К вращательному движению можно, по существу, отнести любое движение, при котором вектор скорости не проходит через конкретный узловой квант, выбранный в качестве точки отсчёта.

Таким образом, искажение электромагнитных силовых линий волнами излучения, структурно-квантовая теория определяет, как наиболее вероятную причину всего того многообразия известных нам природных явлений, которое мы называем магнетизмом, в том числе и закона Кулона для магнитных зарядов. Характерные виртуальные силовые линии магнитных полей отражают, как такие искажения распределяются в формирующих наши представления о пространстве соединяющих квантах. Получается, без посредства волн электромагнитного излучения магнитные свойства материи, не проявляются. Аналогично объясняется и эффект экранирования электрического взаимодействия веществом (относительная диэлектрическая проницаемость вещества). Влияние на пересечение КС здесь оказывает движение элементов экранирующего вещества как тепловое, так и на внутриатомном уровне. Чем большее количество волн это движение создаёт в ЭСЛ, соединяющих взаимодействующие тела, тем меньше становится сила электрического взаимодействия между ними на том или ином конкретном расстоянии. Разумеется, поляризация диэлектриков здесь тоже влияет и может даже превалировать.

Примечание. В СКТВ термин «электростатика», пожалуй, не отвечает требованию необходимой смысловой точности. Причина электромагнитного дуализма не в движении вещества, как таковом, а в волновых следствиях этого движения, и термин «электрическое взаимодействие» лучше отражает физический смысл той части электромагнитного взаимодействия, которая является его фундаментальной основой. Но термин «электромагнитное взаимодействие» сегодня является общепринятым, и полный отказ от него создал бы большие трудности с пониманием содержания книги. Поэтому, в зависимости от контекста, я буду продолжать употреблять оба указанных термина в одном и том же смысловом значении, вынуждено и осознано нарушая этим закон тождества Аристотеля.

Ниже мы ещё будем возвращаться к магнетизму, а пока, давайте, с помощью комбинаторики узловых и соединяющих квантов рассмотрим тот тип взаимодействия, который можно назвать ядерным взаимодействием.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Электрическая сила — определение, схема, примеры, закон Кулона, часто задаваемые вопросы

В этой статье мы обсудим электрическую силу, что такое электрическая сила / определение электрической силы, формула электростатической силы / формула электрической силы, примеры электрической силы, единицы электрической силы и примеры электростатической силы в нашей повседневной жизни.

Что такое электрическая сила?

Электрическая сила Определение: это сила притяжения или отталкивания взаимодействия между любыми заряженными частицами или объектами. Действие этой силы, как и любой другой силы, определяется законами движения Ньютона.

Законы движения Ньютона можно применять для анализа движения под действием электрической силы. Мы можем проанализировать это, построив диаграмму свободного тела, на которой все силы и их направления показаны векторами. Так что мы можем вычислить результирующую силу, то есть результирующую силу, определяющую ускорение тела.

Читайте также —

• Решения NCERT для 11 класса по физике
• NCERT Решения для 12 класса по физике
• Решения NCERT для всех субъектов

Что такое закон Кулона?

Электрическая сила описывается законом Кулона.

Закон Кулона гласит, что сила притяжения или отталкивания между двумя заряженными частицами прямо пропорциональна произведению их зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Формула электростатической силы

Формула электростатической силы описывается законом Кулона,

Определяется как,

Сила между двумя зарядами, разделенными расстоянием r:

F = kq ₁ q _{2 /} r ²

Единицы измерения электрической силы:

2 является единицей СИ электрической силы.

NCERT Заметки по физике:

• NCERT Заметки 11-й класс физики
• NCERT Notes 12-й класс физики
• NCERT Заметки для всех предметов

Электрическая сила

Примеры

Ниже приведены примеры электрических сил

• Электрическая цепь
• Зарядка в лампочке
• Освещение
• Натирание ваты о стержень
• Ощущение удара после прикосновения к дверной ручке
• Потирание шарика о головку.

Электростатика была изобретена французским ученым Шарлем-Огюстеном де Кулоном (французские физики).

Он известен тем, что открыл закон Кулона.

Примеры электростатической силы в нашей повседневной жизни

В нашей повседневной жизни есть много примеров электростатической силы. Некоторые из них упомянуты ниже.

• Nylon Rugbing
• Заряженная расческа
• Dorknbnob
• шерстяная одежда
• Телевизионная экрана
• Photocopier

Вопросы

Q. Найдите электрическую силу между двумя протонами?

Раствор. Расстояние между двумя протонами равно 10 ^-15 м.

Заряд протона равен 1,6×10 ^-19 C

Электрическая сила определяется

= Fe = K. E.E /R ² = KE ² /(10 ^-15 ) ²

= 4 2

= 4 2

= 4 2

= ^{. (1,6 × 10 -19 ) 2 / (10 -15 ) 2}

= 9 × 10 (1,6) ² × 100054 -38 / ( ^{-1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 ( -1 -1- 5 ) 2}

= 90×(1,6) ² =230,4 Н

В. Существует ли нижний предел электрической силы?

Раствор. Да, есть предел электрическим силам.

Подробнее:

• Решения NCERT для Класса 12 Физика Глава 1 Электрические заряды и поля
• Образец NCERT Класс 12 Решения по физике Глава 1 Электрические заряды и поля

Электрическая сила — это взаимодействие между любыми двумя заряженными частицами или объектами дается формулой электростатической силы:
F= kq ₁ q ₂ / r ²
Теперь, когда r→∞, мы знаем, что F=0 и это минимальное значение электрической силы.
Но если два заряда (q ₁ и q ₂ ⁾ разделены расстоянием d, то мы также можем вычислить минимальное значение силы. Как мы знаем, электрический заряд квантуется и его минимальное значение равно 1,6×10 ^-19 Кл.

Ом. Какова величина силы, с которой заряд 25 мкКл действует на заряд -10 мкКл, расположенный на расстоянии 8,5 см? ?

Применение закона Кулона,

F= kq ₁ q ₂ /r ² [Использование формулы электростатической силы]

= 9×10 ⁹ (25×10 ^-6 )(-10×10 ^-6 ) / (8,5×10 ^-2 ) ²

-2

2 если два заряда имеют противоположные заряды. Следовательно, электрическая сила между ними является притягивающей.

ПРИМЕЧАНИЕ: Отрицательный знак в электрической силе указывает на то, что силы между данными двумя частицами носят притягивающий характер.

Также проверьте-

• NCERT Exemplar Class 11th Physics Solutions
• NCERT Exemplar Class 12th Physics Solutions
• NCERT Exemplar Solutions for All Subjects

Часто задаваемые вопросы (FAQ) — электрическая сила — определение, схема, примеры, закон Кулона, часто задаваемые вопросы предложение.

Ответ:

Это форма энергии, полученная из заряженных частиц.

Вопрос: Что такое единица измерения электрической силы?

Ответ:

Ньютон (Н) — единица измерения электрической силы в системе СИ.

Вопрос: Напишите формулу электростатической силы?

Ответ:

Формула электростатической силы описывается законом Кулона,

Она дана,

F = KQ ₁ Q ₂ / R ²

. Вопрос: . Электрическая сила?

Ответ:

Электрическая сила Определение: Это сила притяжения или отталкивания взаимодействия между любыми заряженными частицами или объектами. Действие этой силы, как и любой другой силы, определяется законами движения Ньютона.

Вопрос: Каковы различные приложения электростатической силы?

Ответ:

Применение электростатических сил:-

Вопрос: Напишите примеры электростатических сил в повседневной жизни.

Ответ:

Примеров электростатической силы в нашей повседневной жизни очень много. Некоторые из них упомянуты ниже.

• Нейлоновая протирка

• Заряженная расческа

• DOORKNOB

• Шерстяная одежда

• ТЕЛЕВИДЕННЫЙ ЭКРОЙ

• Photocopier

травмы 9003. 9003 9003 9003 9003 9003 9003 9003

травмы 9003 9003 9003 9003 9003

травмы 9003 9013 9003 9003

травмы 9003 9003 9003 9003 9003. 1997 г., сен; 34 (9): 677–764.

doi: 10.1016/s0011-3840(97)80007-x.

Р. К. Ли ¹

принадлежность

• ¹ Кафедра хирургии, Чикагский университет, Иллинойс, США.

• PMID: 9365421
• DOI: 10.1016/с0011-3840(97)80007-х

Обзор

RC Ли. Текущая пробл. 1997 Сентябрь

. 1997 г., сен; 34 (9): 677–764.

doi: 10.1016/s0011-3840(97)80007-x.

Автор

Р. К. Ли ¹

принадлежность

• ¹ Кафедра хирургии, Чикагский университет, Иллинойс, США.

• PMID: 9365421
• DOI: 10. 1016/с0011-3840(97)80007-х

Абстрактный

Патогенез и патофизиологические особенности электротравмы более сложны, чем считалось ранее. Относительный вклад термического и чисто электрического повреждения зависит от продолжительности прохождения электрического тока, ориентации клеток на пути тока, их расположения и других факторов. Если время контакта короткое, нетермические механизмы повреждения клеток будут наиболее важными, и повреждение относительно ограничено клеточной мембраной. Однако, когда время контакта намного больше, преобладает тепловое повреждение, и затрагивается непосредственно вся клетка. Эти параметры также определяют анатомо-тканевое распределение повреждения. Известно, что повреждение при джоулевом нагреве не зависит от размера клетки, тогда как более крупные клетки более уязвимы к разрушению мембраны при электропорации. Клетки выживают при кратковременном разрыве плазматической мембраны при соответствующих обстоятельствах или при быстром начале терапии. Если пермеабилизация мембраны является первичным клеточным патологическим состоянием, то поврежденную ткань можно спасти, и задача на будущее состоит в том, чтобы определить метод быстрого повторного закрытия поврежденных мембран. Нынешние стандарты оказания помощи при электротравме требуют полностью укомплектованного и хорошо оборудованного отделения интенсивной терапии, имеющихся операционных и наличия полного спектра медицинских специалистов. Крупные учебные больницы с ожоговыми центрами могут быть идеальным местом для лечения пострадавших от электротравмы. После начальной реанимации усилия в первую очередь направлены на предотвращение дополнительной потери ткани, опосредованной синдромом компартмента, компрессионными нейропатиями или наличием некротической ткани. Необходимо предотвращать почечную и сердечную недостаточность, вызванную выбросом внутриклеточного мышечного содержимого в кровоток. Затем внимание может быть направлено на максимальное сохранение тканей и предотвращение поздних скелетных и нервно-мышечных осложнений. Реконструктивные процедуры, которые переносят здоровую ткань на расстоянии, необходимы для оптимизации функциональной ценности оставшейся ткани. Наконец, если пациент не реабилитирован психологически, реальная польза от других сложных видов лечения не будет полностью реализована. Эти цели важны на протяжении всей неотложной помощи пациенту. В будущем новые рекомендации по лечению электротравмы будут основаны на более четком понимании соответствующих патофизиологических особенностей. Эти стратегии будут опираться на улучшенную диагностическую визуализацию и на решение фундаментальной проблемы повреждения клеточной мембраны. Более того, сложные биохимические и патофизиологические взаимодействия систем органов потребуют тщательного контроля. В случае успеха проводимые в настоящее время исследования должны улучшить прогноз для пострадавших после электротравмы.

Похожие статьи

• Развитие клинических и научных концепций электротравмы верхних конечностей.

  Закари Л.М., Ли Р.К., Готлиб Л.Дж. Захари Л.М. и соавт. Рука Клин. 1990 г., май; 6 (2): 243–52. Рука Клин. 1990. PMID: 2191965 Обзор.

• Механизмы биофизического повреждения при поражении электрическим током.

  Ли Р.С., Чжан Д., Ханниг Дж. Ли Р.К. и др. Анну Рев Биомед Инж. 2000;2:477-509. doi: 10.1146/annurev.bioeng.2.1.477. Анну Рев Биомед Инж. 2000. PMID: 11701521 Обзор.

• Молниеносные и термические поражения.

  Сэнфорд А., Гамелли Р.Л. Сэнфорд А. и др. Handb Clin Neurol. 2014;120:981-6. doi: 10.1016/B978-0-7020-4087-0.00065-6. Handb Clin Neurol. 2014. PMID: 24365365 Обзор.

• Диагностика и лечение электротравм.

  Арнольдо Б.Д., Пердью Г.Ф. Арнольдо Б.Д. и соавт. Рука Клин. 2009 ноябрь; 25 (4): 469-79. doi: 10.1016/j.hcl.2009.06.001. Рука Клин. 2009. PMID: 19801121 Обзор.

• Неотложная помощь и ранняя инфузионная терапия после электротравмы.

  Колич М., Ристич Л., Йованович М. Колич М. и соавт. Акта Чир Пласт. 1996;38(4):137-41. Акта Чир Пласт. 1996. PMID: 91

Посмотреть все похожие статьи

Цитируется

• Клиническая оценка функции нервов у выживших после электроаварии с сохраняющимися нейросенсорными симптомами.

  Уолд А., Родман Л., Норман К., Олауссон Х., Тордстейн М. Уолд А. и др. наук о мозге. 2022 сен 27;12(10):1301. дои: 10.3390/мозги12101301. наук о мозге. 2022. PMID: 36291235 Бесплатная статья ЧВК.

• Генетические и иммунные перекрестные помехи между тяжелыми ожогами и тупой травмой: исследование транскриптомных данных.

  Чен С, Ван К, Ли Д, Чжао М, Хуан Б, Су В, Ю Д. Чен Х и др. Фронт Жене. 2022, 30 сентября; 13:1038222. doi: 10.3389/fgene.2022.1038222. Электронная коллекция 2022. Фронт Жене. 2022. PMID: 36246590 Бесплатная статья ЧВК.

• Эволюция молниеносной макулопатии: представление двух клинических случаев и краткий обзор литературы.

  Хадка С., Бьянджу Р., Прадхан С., Пун С., Сувал Р. Хадка С. и др. Представитель компании Ophthalmol Med. 2021 22 января; 2021:8831987. дои: 10.1155/2021/8831987. Электронная коллекция 2021. Представитель компании Ophthalmol Med. 2021. PMID: 33552607 Бесплатная статья ЧВК.

• Поздние последствия электротравмы миокарда.

  Корень О., Паз Э., Рознер Э., Махамид М., Тургеман Ю. Корен О и др. Clin Case Rep. 27 октября 2020 г .; 8 (12): 3408-3411. doi: 10.1002/ccr3.3413. Электронная коллекция 2020 декабрь. Представитель Clin Case 2020. PMID: 33363942 Бесплатная статья ЧВК.

• Распространенность и связанные с ней предикторы для пациентов, у которых развивается хроническая невропатическая боль после ожогов.

  Клифто К.М., Деллон А.Л., Халтман С.С. Клифто К.М. и др. Ожоговая травма. 2020 1 мая; 8:tkaa011. doi: 10.1093/burnst/tkaa011. Электронная коллекция 2020. Ожоговая травма. 2020. PMID: 32377542 Бесплатная статья ЧВК.