Физика
3.1.3.2. Закон Кулона
Закон Кулона в среде
Формулировки экспериментального закона: закон Кулона в среде; сила взаимодействия двух точечных зарядов в среде; сила электростатического взаимодействия в среде; электростатическая сила в среде.
Формула экспериментальной связи физических величин и словесное изложение формулы: \(F = \frac{k}{\varepsilon } \cdot \frac{{{q_1}{q_2}}}{{{r^2}}}\); \({\bf{F}} = \frac{k}{\varepsilon }\frac{{{q_1}{q_2}}}{{{r^3}}}{\bf{r}}\). Два заряженных точечных тела притягиваются друг к другу с силами, прямо пропорциональными каждому из зарядов и обратно пропорциональными квадрату расстояния между телами. Сила направлена вдоль линии, соединяющей точечные тела, причем одноименные заряды отталкиваются, а разноименные притягиваются.
Расшифровка формулы: \(k = \frac{1}{{4\pi {{\rm{\varepsilon }}_0}}}\), ɛ0 − электрическая постоянная; ɛ − диэлектрическая проницаемость среды, в которую помещен заряд; F – сила притяжения двух точечных зарядов; q1 – заряд первого тела; q2 – заряд второго тела; r – расстояние между телами. Сила, действующая на заряд, приложена к заряду и направлена вдоль линии, соединяющей центры зарядов, причем одноименные заряды отталкиваются, разноименные – притягиваются.
Смысл константы (фундаментальная/нефундаментальная):
ɛ0 = 8,85×10−12; \(\left[ {{\varepsilon _0}} \right] = \frac{{{\rm К}{л ^{\rm{2}}}}}{{{\rm н} \cdot {{\rm м}^{\rm{2}}}}} = \frac{Ф }{{\rm м}}\)
− электрическая постоянная, фундаментальная константа.
[ɛ] – безразмерная величина; ɛ вакуума и ɛ воздуха равны единице. ɛ показывает, во сколько раз сила Кулона в среде (например, в воде, в керосине и т.п.) меньше, чем сила Кулона в вакууме.
Условия применения закона: рисунок такой же, как для силы Кулона в вакууме и воздухе.
1. Взаимодействуют два точечных заряда (рис. а), r – расстояние между зарядами.
2. Взаимодействуют два заряженных сферически симметричных шара (рис. б), r – расстояние между центрами шаров.
3. Взаимодействуют точечный заряд и заряженный сферически симметричный шар (рис. в), r – расстояние между точечным зарядом и центром шара.
Другие материалы по данной теме
Определение
Закон Кулона в среде
Видео
4.4. Закон Кулона