Prawo Coulomba — siła między ładunkami F = k·q₁q₂/r²
Co zrobimy: Będziemy zmieniać wartości i znaki dwóch ładunków oraz odległość między nimi i obserwować, kiedy się przyciągają, kiedy odpychają i jak silnie.
Co widzisz na ekranie: Dwa ładunki ze znakami (+/−), suwaki ich wartości i odległości oraz wektory sił — skierowane od siebie (odpychanie) lub ku sobie (przyciąganie). Pasek siły maleje z kwadratem odległości. Odczyty: ładunki, odległość, siła i rodzaj oddziaływania.
Dam Ci docelową siłę — dobierz ładunki i odległość tak, by ją uzyskać. F = k·|q₁q₂|/r² (znaki nie wpływają na wartość).
Co się właśnie stało?
Dwa ładunki dodatnie odepchnęły się. Po zmianie znaku jednego z nich zaczęły się przyciągać, a oddalanie osłabiało siłę z kwadratem odległości.
Prawo Coulomba:
siła oddziaływania dwóch ładunków punktowych jest wprost proporcjonalna do iloczynu ich wartości i odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości:
Znaki decydują o kierunku: ładunki JEDNOIMIENNE (zgodne znaki) się odpychają, RÓŻNOIMIENNE — przyciągają.
Bliźniak grawitacji:
to również prawo odwrotności kwadratu, jak prawo powszechnego ciążenia. Różnica: grawitacja tylko przyciąga (masy są „jednego znaku"), a ładunki mogą i przyciągać, i odpychać.
Skala:
siła elektryczna jest ogromna w porównaniu z grawitacyjną — dlatego już mały ładunek daje wyraźny efekt.
Po co Ci to na maturze:
, obliczanie siły i natężenia pola elektrycznego ładunku punktowego to podstawa elektrostatyki. Chwyt: wartość ze wzoru, kierunek ze znaków.
Zapamiętaj: jednoimienne się odpychają, różnoimienne przyciągają, a siła maleje z kwadratem odległości ().
Teoria i wzory
Siła Coulomba
Proporcjonalna do iloczynu ładunków, odwrotnie do kwadratu odległości.
Znak decyduje o kierunku
- ładunki różnoimienne (różne znaki) → przyciąganie
- ładunki jednoimienne (te same znaki) → odpychanie
Analogia do grawitacji
Oba prawa mają postać . Różnica: grawitacja tylko przyciąga, a siła elektryczna może przyciągać i odpychać.
Oznaczenia: — siła, — ładunki, — odległość, — stała Coulomba.
Uczysz? Umieść ten eksperyment na swojej stronie.
Darmowy widget — wklej na stronę szkoły, bloga lub notatki. Linkuje do pełnej wersji.
Najczęstsze pytania
›Jak brzmi prawo Coulomba?
Siła między dwoma ładunkami to F = k·|q₁q₂|/r² — proporcjonalna do iloczynu ładunków i odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości.
›Kiedy ładunki się przyciągają, a kiedy odpychają?
Różnoimienne (przeciwne znaki) się przyciągają, jednoimienne (zgodne znaki) — odpychają.
›Czym prawo Coulomba przypomina prawo ciążenia?
Oba maleją z kwadratem odległości; różnica: grawitacja tylko przyciąga, a siła elektryczna może przyciągać i odpychać.