Kulonov zakon

Iz projekta Википедија

U fizici, Kulonov zakon definiše intenzitet, pravac i smer elektrostatičke sile kojom nepokretno naelektrisanje malih dimenzija (u idealnom slučaju tačkasto naelektrisanje) deluje na drugo. Ta sila se često naziva i „Kulonova sila“. Nazvana je po Šarlu Kulonu koji je koristio torzionu vagu kako bi je izmerio.

Kulonov zakon se može definisati kao:

„Intenzitet elektrostatičke sile između dva tačkasta naelektrisanja je direktno proporcionalan proizvodu količina njihovih naelektrisanja, a obrnuto proporcionalan kvadratu rastojanja između ta dva naelektrisanja“.

Sadržaj 1 Skalarni oblik 1.1 Električno polje 2 Vektorski oblik 2.1 Grafička predstava 3 Elektrostatičke aproksimacije 4 Vidi još 5 Reference 6 Spoljašnje veze

[uredi] Skalarni oblik

Ako se posmatra samo intenzitet sile (a ne i njen pravac i smer), jednostavnije je onda koristiti pojednostavljeni, skalarni, oblik zakona:

gde je:

intenzitet sile,

nalektrisanje jednog tela,

naelektrisanje drugog tela,

rastojanje između naelektrisanja,

8.988×10⁹ N m² C^-2 (takođe m F^-1) je elektrostatička konstanta, i

8.854×10⁻¹² C² N^-1 m^-2 (takođe F m^-1) je permitivnost vakuuma.

Ova formula pokazuje da je intenzitet sile direktno proporcionalan količini naelektrisanja svakog objekta i obrnuto proporcionalan rastojanju između naelektrisanja.

Sila deluje između dva tačkasta naelektrisanja po liniji koja spaja ta dva naelektrisanja. Naelektrisanja sa istim polaritetom se odbijaju duž ove linije, a naelektrisanja sa suprotnim polaritetima se privlače duž linije koja ih spaja.

[uredi] Električno polje

Iz Lorencovog zakona sledi da je intenzitet električnog polja E koje stvara usamljeno naelektrisanje q:

Za pozitivno naelektrisanje q, pravac polja E je radijalan u odnosu na naelektrisanje sa smerom od naelektrisanja ka beskonačnosti, dok je za negativno naelektrisanje smer suprotan.

[uredi] Vektorski oblik

Da bi se istovremeno dobili i intenzitet, pravac i smer Kulonove sile, mora se koristiti vektorski oblik zakona:

gde je

vektor Kulonove sile,

q₁ i q₂ količine naelektrisanja,

vektor rastojanja između dva naelektrisanja,

vektor položaja q₁,

vektor položaja q₂, i

jedinični vektor sa pravcem i smerom istim kao kod r.

Ova vektorska jednačina pokazuje da se suprotna naelektrisanja privlače, a ista odbijaju. Kada je negativno, sila je privlačna. Kada je pozitivno sila je odbojna.

[uredi] Grafička predstava

Na slici je grafička predstava Kulonovog zakona. je sila koju trpi . je vektor između dva naelektrisanja ( i ).

[uredi] Elektrostatičke aproksimacije

U obema formulacijama, skalarnoj i vektorskoj, Kulonov zakon je tačan samo ako su naelektrisanja u mirovanju, a ostaje približno tačan za manje brzine kretanja. Kada se naelektrisanja kreću, stvara se magnetno polje koje menja Kulonove sile koje deluju na naelektrisanja. Sila koja nastaje usled magnetnog polja može se smatrati kao sila elektrostatičkog polja pod uslovom da se u obzir uzme i Ajnštajnova teorija relativiteta.

[uredi] Vidi još

• Bio-Savarov zakon
• Električno polje
• Maksvelove jednačine
• Gausov zakon

[uredi] Reference

• Griffiths, David J., Introduction to Electrodynamics (3rd ed.), Prentice Hall, 1998, ISBN 013805326X
• Tipler, Paul, Physics for Scientists and Engineers: Electricity, Magnetism, Light, and Elementary Modern Physics (5th ed.), W. H. Freeman, 2004, ISBN 0716708108

[uredi] Spoljašnje veze

• MISN-0-114 Kulonov zakon od J. Kovač za Project PHYSNET.