Ligji i Kulombitështë një ligj që përshkruan forcat e bashkëveprimit ndërmjet ngarkesave elektrike pika.
Moduli i forcës së bashkëveprimit të dy ngarkesave pika në një vakum është drejtpërdrejt proporcional me produktin e moduleve të këtyre ngarkesave dhe është në përpjesëtim të zhdrejtë me katrorin e distancës ndërmjet tyre.
Përndryshe: Tarifa me dy pikë vakum veprojnë me njëra-tjetrën me forca që janë proporcionale me produktin e moduleve të këtyre ngarkesave, në përpjesëtim të zhdrejtë me katrorin e distancës ndërmjet tyre dhe drejtohen përgjatë vijës së drejtë që lidh këto ngarkesa. Këto forca quhen elektrostatike (Coulomb).
Është e rëndësishme të theksohet se në mënyrë që ligji të jetë i vërtetë, është e nevojshme:
natyra pika e ngarkesave - domethënë distanca midis trupave të ngarkuar është shumë më e madhe se madhësia e tyre - megjithatë, mund të vërtetohet se forca e ndërveprimit të dy ngarkesave të shpërndara vëllimore me shpërndarje hapësinore të disjoncuara sferike simetrike është e barabartë me forcën e bashkëveprimit të dy ngarkesat pikësore ekuivalente të vendosura në qendrat e simetrisë sferike;
palëvizshmëria e tyre. Përndryshe, efektet shtesë hyjnë në fuqi: një fushë magnetike tarifa lëvizëse dhe shtesën përkatëse Forca e Lorencit duke vepruar në një ngarkesë tjetër lëvizëse;
ndërveprim në vakum.
Megjithatë, me disa rregullime, ligji vlen edhe për ndërveprimet e ngarkesave në një medium dhe për ngarkesat lëvizëse.
Në formë vektoriale, në formulimin e S. Coulomb, ligji shkruhet si më poshtë:
ku është forca me të cilën ngarkesa 1 vepron në ngarkesën 2; - madhësia e akuzave; - vektori i rrezes (vektor i drejtuar nga ngarkesa 1 në ngarkesë 2, dhe e barabartë, në modul, me distancën midis ngarkesave -); - koeficienti i proporcionalitetit. Kështu, ligji tregon se ngarkesat e ngjashme zmbrapsen (dhe ndryshe nga ngarkesat tërheqin).
V SGSE njësi ngarkesa zgjidhet në atë mënyrë që koeficienti kështë e barabartë me një.
V Sistemi Ndërkombëtar i Njësive (SI) një nga njësitë bazë është njësia rryme elektrike amper, dhe njësia e ngarkesës është varëse- derivat prej tij. Amperi përcaktohet në atë mënyrë që k= c 2 10 −7 Zoti./ m = 8,987551787368176410 9 N M 2 / Cl 2 (ose Ф −1 · m). Koeficienti SI k shkruhet si:
ku ≈ 8,854187817 · 10 −12 F / m - konstante elektrike.
§ 2. Ndërveprimi i tarifave. Ligji i Kulombit
Ngarkesat elektrike ndërveprojnë me njëra-tjetrën, d.m.th., ngarkesat me të njëjtin emër zmbrapsen reciprokisht, dhe ndryshe nga ngarkesat tërhiqen. Përcaktohen forcat e bashkëveprimit të ngarkesave elektrike Ligji i Kulombit dhe të drejtuara përgjatë një vije të drejtë që lidh pikat në të cilat janë përqendruar ngarkesat.
Sipas ligjit të Kulombit, forca e ndërveprimit të ngarkesave elektrike me dy pika është drejtpërdrejt proporcionale me produktin e sasive të energjisë elektrike në këto ngarkesa, është në përpjesëtim të zhdrejtë me katrorin e distancës ndërmjet tyre dhe varet nga mjedisi në të cilin ndodhen ngarkesat:
ku F- forca e ndërveprimit të ngarkesave, n(njuton);
Një njuton përmban ≈ 102 G forcë.
q 1 , q 2 - sasia e energjisë elektrike për çdo ngarkesë, për të(varëse);
Një varëse përmban 6,3 x 10 18 ngarkesa elektronike.
r- distanca midis tarifave, m;
ε a është konstanta dielektrike absolute e mediumit (materialit); kjo vlerë karakterizon vetitë elektrike të mediumit në të cilin ndodhen ngarkesat ndërvepruese. Në Sistemin Ndërkombëtar të Njësive (SI) ε a matet në ( f / m). Konstanta dielektrike absolute e mediumit
ku ε 0 është një konstante elektrike e barabartë me konstantën dielektrike absolute të vakumit (zbrazëti). Është e barabartë me 8,86 10 -12 f / m.
Vlera ε, e cila tregon sa herë në një mjedis të caktuar ngarkesat elektrike ndërveprojnë me njëra-tjetrën më të dobët se në vakum (Tabela 1), quhet konstante dielektrike... Sasia ε është raporti i konstantës dielektrike absolute të një materiali të caktuar me konstantën dielektrike të vakumit:
Për vakum ε = 1. Konstanta dielektrike e ajrit është praktikisht afër unitetit.
Tabela 1
Konstanta dielektrike e disa materialeve
Bazuar në ligjin e Kulombit, mund të konkludojmë se ngarkesat e mëdha elektrike ndërveprojnë më fort se ato të voglat. Me një rritje të distancës midis ngarkesave, forca e ndërveprimit të tyre është shumë më e dobët. Pra, me një rritje të distancës midis ngarkesave 6 herë, forca e ndërveprimit të tyre zvogëlohet 36 herë. Kur distanca midis ngarkesave zvogëlohet me 9 herë, forca e ndërveprimit të tyre rritet me 81 herë. Ndërveprimi i ngarkesave varet gjithashtu nga materiali midis ngarkesave.
Shembull. Midis ngarkesave elektrike P 1 = 2 · 10 -6 për të dhe P 2 = 4,43 · 10 -6 për të ndodhet në një distancë prej 0.5 m, vendoset mikë (ε = 6). Llogaritni forcën e bashkëveprimit të ngarkesave të treguara.
Zgjidhje . Duke zëvendësuar vlerat e sasive të njohura në formulë, marrim:
Nëse në vakum ngarkesat elektrike ndërveprojnë me forcën F c, atëherë, duke vendosur midis këtyre ngarkesave, për shembull, porcelani, ndërveprimi i tyre mund të dobësohet 6.5 herë, domethënë ε herë. Kjo do të thotë se forca e ndërveprimit ndërmjet ngarkesave mund të përkufizohet si raport
Shembull. Ngarkesat elektrike me të njëjtin emër ndërveprojnë në vakum me një forcë F b = 0,25 n... Me çfarë force do të zmbrapsen dy ngarkesa nëse hapësira ndërmjet tyre mbushet me bakelit? Konstanta dielektrike e këtij materiali është 5.
Zgjidhje . Forca e bashkëveprimit të ngarkesave elektrike
Meqenëse një Njuton ≈ 102 G forcë, pastaj 0.05 nështë 5.1 G.
Dy ngarkesa pika veprojnë mbi njëra-tjetrën me një forcë që është në përpjesëtim të zhdrejtë me katrorin e distancës ndërmjet tyre dhe është drejtpërdrejt proporcionale me produktin e ngarkesave të tyre (duke mos marrë parasysh shenjën e ngarkesave)
Në mjedise të ndryshme, si ajri dhe uji, ngarkesat me dy pika ndërveprojnë me forca të ndryshme. Konstanta relative dielektrike e mediumit karakterizon këtë ndryshim. Kjo është një vlerë tabelare e njohur. Për ajrin.
Konstanta k përcaktohet si
Drejtimi i forcës së Kulonit
Sipas ligjit të tretë të Njutonit, forcat e së njëjtës natyrë lindin në çifte, të barabarta në madhësi, të kundërta në drejtim. Nëse dy ngarkesa të ndryshme ndërveprojnë, forca me të cilën ngarkesa më e madhe vepron mbi më të vogëln (B në A) është e barabartë me forcën me të cilën vepron më e vogla mbi më të madhen (A mbi B).
Është interesante se ligjet e ndryshme të fizikës kanë disa veçori të përbashkëta. Le të kujtojmë ligjin e gravitetit. Forca e gravitetit është gjithashtu në përpjesëtim të zhdrejtë me katrorin e distancës, por tashmë midis masave, dhe në mënyrë të pavullnetshme lind mendimi se ka një kuptim të thellë në këtë model. Deri më tani, askush nuk ka arritur të paraqesë gravitetin dhe elektricitetin si dy manifestime të ndryshme të të njëjtit esencë.
Forca këtu ndryshon në përpjesëtim të zhdrejtë me katrorin e distancës, por ndryshimi në madhësinë e forcave elektrike dhe gravitacionale është i habitshëm. Duke u përpjekur të përcaktojmë natyrën e përgjithshme të gravitetit dhe energjisë elektrike, gjejmë një epërsi të tillë të forcave elektrike ndaj forcave gravitacionale, saqë është e vështirë të besohet se të dyja kanë të njëjtin burim. Si mund të thuash që njëri është më i fortë se tjetri? Në fund të fundit, gjithçka varet nga ajo që është masa dhe cila është ngarkesa. Kur flisni se sa e fortë është graviteti, nuk keni të drejtë të thoni: "Le të marrim një masë të një madhësie kaq e kaq", sepse e zgjidhni vetë. Por nëse marrim atë që na ofron vetë Natyra (numrat dhe masat e saj, të cilat nuk kanë të bëjnë fare me centimetrat, vitet, me masat tona), atëherë mund të krahasojmë. Ne do të marrim një grimcë elementare të ngarkuar, siç është, për shembull, një elektron. Dy grimca elementare, dy elektrone, për shkak të një ngarkese elektrike, sprapsin njëra-tjetrën me një forcë në përpjesëtim të zhdrejtë me katrorin e distancës ndërmjet tyre dhe për shkak të gravitetit tërhiqen nga njëra-tjetra, përsëri me një forcë në përpjesëtim të zhdrejtë me katrori i distancës.
Pyetje: cili është raporti i forcës së rëndesës me forcën elektrike? Graviteti i referohet zmbrapsjes elektrike si një ndaj një numri të ndjekur nga 42 zero. Kjo është thellësisht hutuese. Nga mund të vinte një numër kaq i madh?
Njerëzit po e kërkojnë këtë koeficient të madh në fenomene të tjera natyrore. Ata zgjidhin të gjitha llojet e numrave të mëdhenj, dhe nëse keni nevojë për një numër të madh, pse të mos merrni, të themi, raportin e diametrit të universit me diametrin e një protoni - çuditërisht, ky është gjithashtu një numër me 42 zero. Dhe tani ata thonë: ndoshta ky koeficient është i barabartë me raportin e diametrit të protonit me diametrin e Universit? Ky është një mendim interesant, por ndërsa universi po zgjerohet gradualisht, konstanta e gravitetit gjithashtu duhet të ndryshojë. Edhe pse kjo hipotezë ende nuk është hedhur poshtë, ne nuk kemi asnjë provë për ta mbështetur atë. Përkundrazi, disa prova sugjerojnë se konstanta e gravitetit nuk ka ndryshuar në këtë mënyrë. Ky numër i madh mbetet një mister edhe sot e kësaj dite.
Botime të mbështetura në materialet e D. Giancolit. "Fizika në dy vëllime" 1984 Vëllimi 2.
Forca vepron ndërmjet ngarkesave elektrike. Si varet nga madhësia e ngarkesave dhe faktorëve të tjerë?
Kjo pyetje u hetua në vitet 1780 nga fizikani francez Charles Coulomb (1736-1806). Ai përdori një ekuilibër rrotullimi shumë të ngjashëm me atë të përdorur nga Cavendish për të përcaktuar konstantën e gravitetit.
Nëse ka një ngarkesë të topit në fundin e një shufre të varur në një fije, shufra është e devijuar pak, filli rrotullohet dhe këndi i rrotullimit të fillit do të jetë proporcional me forcën që vepron midis ngarkesave (balanca e rrotullimit ). Me ndihmën e kësaj pajisjeje, Kulombi përcaktoi varësinë e forcës nga madhësia e ngarkesave dhe distancës ndërmjet tyre.
Në ato ditë, ende nuk kishte instrumente për përcaktimin e saktë të madhësisë së ngarkesës, por Coulomb ishte në gjendje të përgatiste topa të vegjël me një raport të njohur ngarkesash. Nëse një top përcjellës i ngarkuar, arsyetoi ai, vihet në kontakt saktësisht me të njëjtin top të pa ngarkuar, atëherë ngarkesa në të parën, për shkak të simetrisë, do të shpërndahet në mënyrë të barabartë midis dy topave.
Kjo i dha mundësinë të merrte akuza 1/2, 1/4, etj. nga origjinali.
Pavarësisht nga disa vështirësi që lidhen me induksionin e ngarkesave, Kulombi ishte në gjendje të provonte se forca me të cilën një trup i ngarkuar vepron në një trup tjetër të vogël të ngarkuar është drejtpërdrejt proporcionale me ngarkesën elektrike të secilit prej tyre.
Me fjalë të tjera, nëse ngarkesa e ndonjërit prej këtyre trupave dyfishohet, atëherë edhe forca do të dyfishohet; nëse ngarkesat e të dy trupave dyfishohen njëkohësisht, atëherë forca do të bëhet katër herë më e madhe. Kjo është e vërtetë me kusht që distanca midis trupave të mbetet konstante.
Duke ndryshuar distancën midis trupave, Kulomb zbuloi se forca që vepron midis tyre është në përpjesëtim të zhdrejtë me katrorin e distancës: nëse distanca, le të themi, dyfishohet, forca bëhet katër herë më pak.
Pra, përfundoi Kulombi, forca me të cilën një trup i vogël i ngarkuar (idealisht një ngarkesë pikësore, d.m.th. një trup, si një pikë materiale, që nuk ka dimensione hapësinore) vepron në një trup tjetër të ngarkuar, është proporcionale me produktin e ngarkesave të tyre. P 1 dhe P 2 dhe është në përpjesëtim të zhdrejtë me katrorin e distancës ndërmjet tyre:
Këtu k- koeficienti i proporcionalitetit.
Kjo marrëdhënie njihet si ligji i Kulombit; vlefshmëria e tij është konfirmuar nga eksperimente të kujdesshme, shumë më të sakta se eksperimentet origjinale të vështira për t'u riprodhuar të Kulombit. Eksponenti 2 është vendosur aktualisht me një saktësi prej 10 -16, d.m.th. është e barabartë me 2 ± 2 × 10 -16.
Sapo tani kemi të bëjmë me një sasi të re - një ngarkesë elektrike, ne mund të zgjedhim një njësi të tillë matëse në mënyrë që konstantja k në formulë të jetë e barabartë me një. Në të vërtetë, një sistem i tillë njësish ishte përdorur gjerësisht në fizikë deri vonë.
Po flasim për sistemin CGS (centimetër-gram-sekondë), i cili përdor njësinë e ngarkimit elektrostatik CGSE. Sipas përkufizimit, dy trupa të vegjël, secili me një ngarkesë prej 1 CGSE, të vendosur në një distancë prej 1 cm nga njëri-tjetri, ndërveprojnë me një forcë prej 1 dyne.
Tani, megjithatë, ngarkesa shprehet më shpesh në sistemin SI, ku njësia e tij është kulomb (C).
Përkufizimin e saktë të kulonit përsa i përket rrymës elektrike dhe fushës magnetike do ta japim më vonë.
Në sistemin SI, konstantja k ka madhësinë k= 8,988 × 10 9 Nm 2 / Cl 2.
Ngarkesat që lindin nga elektrifikimi nga fërkimi i objekteve të zakonshme (krehëra, vizore plastike, etj.) janë, sipas madhësisë, një mikrokulomb ose më pak (1 µC = 10 -6 C).
Ngarkesa e elektronit (negative) është afërsisht 1,602 × 10 -19 C. Kjo është ngarkesa më e vogël e njohur; ka kuptim themelor dhe shënohet me simbol e, shpesh quhet ngarkesa elementare.
e= (1,6021892 ± 0,0000046) × 10 -19 C, ose e≈ 1,602 × 10 -19 C.
Meqenëse trupi nuk mund të marrë ose të humbasë një pjesë të një elektroni, ngarkesa totale e trupit duhet të jetë një shumëfish i plotë i ngarkesës elementare. Ata thonë se ngarkesa është e kuantizuar (d.m.th. mund të marrë vetëm vlera diskrete). Megjithatë, që nga ngarkesa e elektroneve eështë shumë i vogël, zakonisht nuk e vërejmë diskretin e ngarkesave makroskopike (një ngarkesë prej 1 μC korrespondon me rreth 10 13 elektrone) dhe e konsiderojmë ngarkesën të vazhdueshme.
Formula e Kulombit karakterizon forcën me të cilën një ngarkesë vepron mbi një tjetër. Kjo forcë drejtohet përgjatë vijës që lidh ngarkesat. Nëse shenjat e ngarkesave janë të njëjta, atëherë forcat që veprojnë mbi ngarkesat drejtohen në drejtime të kundërta. Nëse shenjat e ngarkesave janë të ndryshme, atëherë forcat që veprojnë mbi ngarkesat drejtohen drejt njëra-tjetrës.
Vini re se, në përputhje me ligjin e tretë të Njutonit, forca me të cilën një ngarkesë vepron në një tjetër është e barabartë në madhësi dhe e kundërt në drejtim me forcën me të cilën vepron ngarkesa e dytë në të parën.
Ligji i Kulombit mund të shkruhet në formë vektoriale si ligji i Njutonit të gravitetit universal:
ku F 12 - vektori i forcës që vepron në ngarkesë P 1 anë karikimi P 2,
- distanca midis tarifave,
- vektori njësi i drejtuar nga P 2 deri në P 1.
Duhet të kihet parasysh se formula është e zbatueshme vetëm për trupat, distanca midis të cilave është shumë më e madhe se dimensionet e tyre. Në mënyrë ideale, këto janë tarifa pikë. Për trupat me përmasa të fundme, nuk është gjithmonë e qartë se si të matet distanca r ndërmjet tyre, veçanërisht pasi shpërndarja e ngarkesës mund të jetë jo uniforme. Nëse të dy trupat janë sfera me një shpërndarje uniforme të ngarkesës, atëherë r nënkupton distancën ndërmjet qendrave të sferave. Është gjithashtu e rëndësishme të kuptohet se formula përcakton forcën që vepron në një ngarkesë të caktuar nga një ngarkesë e vetme. Nëse sistemi përfshin disa (ose shumë) trupa të ngarkuar, atëherë forca rezultuese që vepron në një ngarkesë të caktuar do të jetë rezultante (shuma vektoriale) e forcave që veprojnë nga pjesa tjetër e ngarkesave. Konstanta k në formulën për ligjin e Kulombit zakonisht shprehet në terma të një konstante tjetër, ε 0
, e ashtuquajtura konstante elektrike, e cila lidhet me k raport k = 1/ (4πε 0)... Me këtë në mendje, ligji i Kulombit mund të rishkruhet si më poshtë:
ku me saktësinë më të lartë sot
ose të rrumbullakosura
Shumica e ekuacioneve të tjera të teorisë elektromagnetike janë thjeshtuar duke përdorur ε 0 , për aq sa 4π në rezultatin përfundimtar shpesh shkurtohet. Prandaj, ne zakonisht do të përdorim Ligjin e Kulombit, duke supozuar se:
Ligji i Kulombit përshkruan forcën që vepron midis dy ngarkesave të qeta. Kur tarifat lëvizin, forca shtesë lindin midis tyre dhe ne do t'i diskutojmë ato në kapitujt vijues. Këtu merren parasysh vetëm tarifat e pushimit; quhet ky seksion i doktrinës së energjisë elektrike elektrostatike.
Vazhdon. Shkurtimisht për publikimin e mëposhtëm:
Një fushë elektrike është një nga dy përbërësit e një fushe elektromagnetike, e cila është një fushë vektoriale që ekziston rreth trupave ose grimcave që kanë një ngarkesë elektrike, ose lind kur fusha magnetike ndryshon.
Komentet dhe sugjerimet janë të mirëseardhura dhe të mirëseardhura!
Pyetjet më të shpeshta
A është e mundur të bëhet një vulë në një dokument sipas mostrës së dhënë? Përgjigju Po, është e mundur. Dërgoni një kopje të skanuar ose një foto me cilësi të mirë në adresën tonë të emailit dhe ne do të bëjmë kopjen e nevojshme.
Çfarë lloje pagese pranoni?
Përgjigju Ju mund të paguani për dokumentin në momentin e marrjes në duart e korrierit, pasi të keni kontrolluar korrektësinë e plotësimit dhe cilësinë e ekzekutimit të diplomës. Ju gjithashtu mund ta bëni këtë në zyrën e kompanive postare që ofrojnë shërbime me para në dorë.
Të gjitha kushtet e dorëzimit dhe pagesës së dokumenteve përshkruhen në seksionin "Pagesa dhe dorëzimi". Ne jemi gjithashtu të gatshëm të dëgjojmë sugjerimet tuaja për kushtet e dorëzimit dhe pagesës për dokumentin.
A mund të jem i sigurt se pas vendosjes së një porosie nuk do të zhdukesh me paratë e mia? Përgjigju Në fushën e dhënies së diplomave kemi një përvojë pune mjaft të gjatë. Ne kemi disa faqe që përditësohen vazhdimisht. Specialistët tanë punojnë në pjesë të ndryshme të vendit, duke përgatitur mbi 10 dokumente në ditë. Gjatë viteve, dokumentet tona kanë ndihmuar shumë njerëz të zgjidhin problemet e punësimit ose të kalojnë në një punë me pagë më të lartë. Ne kemi fituar besim dhe njohje midis klientëve tanë, kështu që nuk kemi absolutisht asnjë arsye për ta bërë këtë. Për më tepër, është thjesht e pamundur ta bësh atë fizikisht: ju paguani për porosinë tuaj në momentin që e merrni në duart tuaja, nuk ka parapagim.
A mund të porosis një diplomë nga ndonjë universitet? Përgjigju Në përgjithësi, po. Ne kemi punuar në këtë fushë për gati 12 vjet. Gjatë kësaj kohe u formua një bazë pothuajse e plotë e dokumenteve të lëshuara nga pothuajse të gjitha universitetet e vendit dhe për vite të ndryshme lëshimi. Gjithçka që ju nevojitet është të zgjidhni një universitet, specialitet, dokument dhe të plotësoni formularin e porosisë.
Çfarë duhet të bëni nëse në dokument gjenden gabime shtypi dhe gabime?
Përgjigju Kur merrni një dokument nga korrieri ose kompania jonë postare, ju rekomandojmë që të kontrolloni me kujdes të gjitha detajet. Nëse konstatohet një gabim shtypi, gabim ose pasaktësi, ju keni të drejtë të mos e merrni diplomën dhe mangësitë e zbuluara duhet t'i tregoni personalisht korrierit ose me shkrim duke dërguar një e-mail.
Sa më shpejt të jetë e mundur, ne do ta korrigjojmë dokumentin dhe do ta ridërgojmë në adresën e specifikuar. Natyrisht, transporti do të paguhet nga kompania jonë.
Për të shmangur keqkuptime të tilla, përpara se të plotësoni formularin origjinal, ne i dërgojmë klientit një model të dokumentit të ardhshëm me postë për verifikim dhe miratim të versionit përfundimtar. Para se ta dërgojmë dokumentin me korrier ose me postë, ne bëjmë gjithashtu foto dhe video shtesë (përfshirë dritën ultravjollcë) në mënyrë që të keni një ide të qartë se çfarë do të merrni në fund.
Çfarë duhet të bëni për të porositur një diplomë në kompaninë tuaj?
Përgjigju Për të porositur një dokument (certifikatë, diplomë, transkript akademik, etj.), duhet të plotësoni formularin e porosisë online në faqen tonë të internetit ose të dërgoni e-mailin tuaj në mënyrë që ne t'ju dërgojmë një formular pyetësor që duhet të plotësoni dhe dërgoni. përsëri tek ne.
Nëse nuk dini çfarë të tregoni në ndonjë fushë të formularit të porosisë / pyetësorit, lini ato bosh. Prandaj, të gjitha informacionet që mungojnë do t'i sqarojmë me telefon.
Vlerësimet më të fundit
Shën Valentini:
Ju e shpëtuat djalin tonë që të mos pushohej nga puna! Fakti është se, pasi u largua nga instituti, djali shkoi në ushtri. Dhe kur u kthye, ai nuk donte të shërohej. Ka punuar pa diplomë. Por kohët e fundit ata filluan të pushojnë të gjithë ata që nuk kanë kore. Prandaj, vendosëm t'ju kontaktojmë dhe nuk u penduam! Tani ai punon në heshtje dhe nuk ka frikë nga asgjë! Faleminderit!