帯電した物体の間には相互作用力があり、それによってそれらは互いに引き付けたり反発したりすることができます。クーロンの法則はこの力を説明し、体自体のサイズと形状に応じて、その作用の程度を示します。この物理法則については、この記事で説明します。
コンテンツ
停留ポイント料金
クーロンの法則は、他の物体からの距離よりもはるかに小さい静止物体に適用されます。そのような物体に点電荷が集中します。物理的な問題を解決するとき、考慮される物体の寸法は無視されます。彼らは本当に重要ではありません。
実際には、安静時のポイントチャージは次のように表されます。
この場合、q1 およびq2 - これは ポジティブ 電荷、およびクーロン力がそれらに作用します（図には示されていません）。ポイントフィーチャのサイズは重要ではありません。
ノート！ 静止している電荷は、互いに所定の距離にあり、問題がある場合は通常、文字rで示されます。さらにこの記事では、これらの電荷は真空中で考慮されます。
シャルル・クーロンのねじり天秤
1777年にクーロンによって開発されたこの装置は、後に彼にちなんで名付けられた力の依存性を推測するのに役立ちました。その助けを借りて、点電荷と磁極の相互作用が研究されています。
ねじり天秤には、バランスの取れたレバーがぶら下がっている垂直面に配置された小さな絹糸があります。ポイントチャージはレバーの端にあります。
外力の作用により、レバーが水平に動き始めます。レバーは、糸の弾性力と釣り合うまで平面内を移動します。
移動の過程で、レバーは垂直軸から一定の角度だけずれます。これをdとし、回転角と呼びます。このパラメータの値がわかれば、発生する力のトルクを見つけることができます。
シャルル・クーロンのねじり天秤は次のようになります。
比例係数kと電気定数 
クーロンの法則の公式には、パラメータkがあります-比例係数または は電気定数です。電気定数 多くの参考書、教科書、インターネットで紹介されており、数える必要はありません！に基づく真空比例係数 よく知られている式で見つけることができます：
ここ 
電気定数です、
-円周率、
は真空中の比例係数です。
追加情報！ 上記のパラメータがわからないと、2点電荷間の相互作用の力を見つけることはできません。
クーロンの法則の定式化と公式
上記を要約すると、静電気の主法則の公式な定式化を与える必要があります。それは次の形式を取ります：
真空中で静止している2つの点電荷の相互作用力は、これらの電荷の積に正比例し、それらの間の距離の2乗に反比例します。 さらに、料金の積はモジュロで取らなければなりません！
この式ではq1 およびq2 ポイントチャージであり、ボディと見なされます。 r2 -正方形で取られた、これらの物体間の平面上の距離。 kは比例係数（
真空用）。
クーロン力の方向と式のベクトル形式
式を完全に理解するために、クーロンの法則を視覚化することができます。
F1,2 -2番目の電荷に対する最初の電荷の相互作用の力。
F2,1 -最初の電荷に対する2番目の電荷の相互作用の力。
また、静電気の問題を解決するときは、重要なルールを考慮する必要があります。同じ名前の電荷は反発し、反対の電荷が引き付けられます。図中の相互作用力の位置はこれに依存します。
反対の電荷が考慮される場合、それらの相互作用の力は互いに向けられ、それらの引力を描写します。
ベクトル形式の静電気の基本法則の式は、次のように表すことができます。
は、電荷q2の側から点電荷q1に作用する力です。
は電荷q2と電荷q1を結ぶ半径ベクトルです。
重要！ 数式をベクトル形式で記述したら、符号を正しく配置するために、2点電荷の相互作用力を軸に投影する必要があります。このアクションは形式的なものであり、多くの場合、メモなしで精神的に実行されます。
クーロンの法則が実際に適用される場所
静電気の基本法則は、シャルル・クーロンの最も重要な発見であり、多くの分野でその応用が見出されています。
有名な物理学者の作品は、さまざまなデバイス、デバイス、装置を発明する過程で使用されました。たとえば、避雷針。
避雷針の助けを借りて、住宅や建物は雷雨の際に雷から保護されます。したがって、電気機器の保護の程度が向上します。
避雷針は次の原理に従って動作します。雷雨の間、強い誘導電荷が徐々に地面に蓄積し始め、それが上昇して雲に引き付けられます。この場合、かなり大きな電界が地面に形成されます。避雷針の近くでは、電界が強くなり、それによってコロナ電荷がデバイスの先端から点火されます。
さらに、地面に形成された電荷は、シャルル・クーロンの法則に従うべきであるため、反対の符号で雲の電荷に引き付けられ始めます。その後、空気はイオン化の過程を経て、避雷針の端近くで電界強度が弱まります。したがって、雷が建物に侵入するリスクは最小限に抑えられます。
ノート！ 避雷針が設置されている建物を叩くと、火災は発生せず、すべてのエネルギーが地面に流れ込みます。
クーロンの法則に基づいて、「粒子加速器」と呼ばれる装置が開発され、今日非常に需要があります。
このデバイスでは、強い電界が生成され、それに落下する粒子のエネルギーが増加します。
クーロンの法則における力の方向
上記のように、2点電荷の相互作用力の方向はそれらの極性に依存します。それらの。同じ名前の料金は反発し、反対の料金の料金は引き付けられます。
クーロン力は、半径ベクトルとも呼ばれます。それらはそれらの間に引かれた線に沿って向けられます。
いくつかの物理的な問題では、複雑な形状の物体が与えられますが、これは点電荷とは見なされません。そのサイズは無視してください。この状況では、検討中の物体をいくつかの小さな部分に分割し、各部分をクーロンの法則を使用して個別に計算する必要があります。
分割によって得られた力ベクトルは、代数と幾何学の規則に従って要約されます。結果は結果として生じる力であり、これがこの問題の答えになります。この解く方法は、しばしば三角法と呼ばれます。
法の発見の歴史
上記の法則による2点電荷の相互作用は、1785年にCharlesCoulombによって最初に証明されました。物理学者は、ねじり天秤を使用して定式化された法則の信憑性を証明することができました。その動作原理も記事に示されています。
クーロンはまた、球形コンデンサの内部に電荷がないことを証明しました。そこで彼は、検討中の物体間の距離を変えることで静電力の大きさを変えることができるという声明を出しました。
したがって、クーロンの法則は依然として最も重要な静電気の法則であり、これに基づいて多くの最大の発見がなされてきました。この記事の枠組みの中で、法律の公式の文言が提示され、その構成部分が詳細に説明されました。
同様の記事：
