Coulombov zakon: razlika med redakcijama

dodanih 2.542 zlogov ,  pred 11 leti
dp+
(dp+)
{{Drugipomeni2|Coulomb}}
 
'''Coulombov zákon''' [kulónov ~] je v [[fizika|fiziki]] [[fizikalni zakon|zakon]], imenovanki podaja, kako [[sila]] med dvema [[točka]]stima [[električni naboj|električnima nabojema]] pojema z [[razdalja|razdaljo]]. Imenuje se po [[Francozi|francoskem]] [[fizik]]u [[Charles Augustin de Coulomb|Charlesu Augustinu de Coulombu]], podaja,ki kakoga je leta [[sila1783]] meds dvema[[torzijska točkastimatehtnica|torzijsko tehtnico]] prvi raziskoval in objavil. Odvisnost sile od razdalje je pred tem predlagal [[električniJoseph naboj|nabojemaPriestley]]. pojemaOdvisnost zod razdaljorazdalje in naboja je pred Coulombom odkril, vendar tega ni objavil [[Henry Cavendish]].<ref>Elliott (1999).</ref> [[Absolutna vrednost]] sile je premo sorazmerna produktu obeh nabojev in obratno sorazmerna s kvadratom[[kvadrat (algebra)|kvadrat]]om razdalje med njima. Sila je privlačna, če sta naboja različno predznačena (eden pozitivno in drugi negativno), in odbojna, če sta enako predznačena.<ref>{{navedi Dasplet|url=http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/electric/elefor.html#c1 je sila izražena|title=Coulomb's law|publisher=Hyperphysics|accessdate=|language=v enakih enotah, kot jo poznamo iz [[mehanika|mehanike]], poskrbi sorazmernostni koeficient 1/4πε<sub>0angleščini}}</subref>:
 
== VektorskaSkalarna oblika zakona ==
: <math> F = \frac{1}{4\pi\epsilon_0} \frac{e_1 e_2}{r^2} \!\, . </math>
 
V [[skalar]]ni obliki je sila enaka:
Z ''e''<sub>1</sub> smo označili prvi naboj, z ''e''<sub>2</sub> drugega, z ''r'' pa razdaljo med njima. π je [[Ludolfovo število]], ε<sub>0</sub> pa [[influenčna konstanta]]. Sili ''F'' rečemo '''električna''' ali '''Coulombova sila'''. Coulombov zakon predstavlja enega od temeljev [[elektrostatika|elektrostatike]].
 
: <math> F = k_{\mathrm{e}} \frac{e_{1} e_{2}}{r^{2}} = \frac{1}{4\pi\epsilon_0varepsilon_{0}} \frac{e_1e_{1} e_2e_{2}}{r^{2}} \!\, . </math>
Opazimo lahko, da je zakon po svoji obliki podoben [[Isaac Newton|Newtonovemu]] [[gravitacijski zakon|gravitacijskemu zakonu]], le da je [[masa]] vedno pozitivna, zato je gravitacijska sila vedno privlačna.
 
Z ''e''<sub>1</sub> smo označili prvi naboj, z ''e''<sub>2</sub> drugega, z ''r'' pa razdaljo med njima. π je [[Ludolfovo število]], ε<sub>0</sub> pa [[influenčna konstanta]]. Sili ''F'' rečemo '''električna''' ali '''Coulombova sila'''. Coulombov zakon predstavlja enega od temeljev [[elektrostatika|elektrostatike]]. Da je sila izražena v enakih enotah, kot jo poznamo iz [[mehanika|mehanike]], poskrbi sorazmernostni koeficient, imenovan '''Coulombova konstanta''', včasih pa '''Coulombova konstanta sile''':
== Vektorska oblika zakona ==
 
: <math> \begin{align}
[[Sila]] je [[vektor (matematika)|vektorska]] količina. Leži na zveznici obeh nabojev. Matematično lahko zato Coulombov zakon zapišemo v obliki, ki to upošteva. Naj v izbranem inercialnem [[opazovalni sistem|opazovalnem sistemu]] do nabojev ''e''<sub>1</sub> in ''e''<sub>2</sub> segata [[krajevni vektor|krajevna vektorja]] <math>\vec\mathbf{r}_{1}</math> in <math>\vec\mathbf{r}_{2}</math>. Električna sila prvega naboja na drugega je enaka:
k_{\mathrm{e}} &= \frac{1}{4 \pi \varepsilon_{0}} = \frac{c^{2} \ \mu_{0}}{4 \pi} = c^{2} \cdot 10^{-7} \ \mathrm{H} \cdot \mathrm{m}^{-1}\\
&= 8,987\ 551\ 787\ 368\ 176\ 4 \cdot 10^9 \ \mathrm{N \cdot m^2 \cdot C^{-2}} \!\, . \\
\end{align} </math>
 
Koeficient je odvisen od določenih [[prosti prostor|značilnosti prostora]] in ga lahko izračunamo eksaktno.<ref>{{navedi splet|url=http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/electric/elefor.html#c3|title=Coulomb's constant|publisher=Hyperphysics|accessdate=|language=v angleščini}}</ref> Tu je ''c'' [[hitrost svetlobe]], ''μ''<sub>0</sub> pa [[indukcijska konstanta]].
 
Opazimo lahko, da je zakon po svoji obliki podoben [[Isaac Newton|Newtonovemu]] [[gravitacijski zakon|gravitacijskemu zakonu]], le da je [[masa]] vedno pozitivna, zato je gravitacijska sila vedno privlačna. Razmerje med velikostjo električne privlačne sile med [[elektron]]oma in privlačne [[gravitacijska sila|gravitacijske sile]] je:
 
: <math>\frac{F}{F_{\mathrm{g}}} = \frac{1}{4\pi\varepsilon_{0}\kappa} \frac{e_{0}^{2}} {m_{\mathrm{e}}^{2}} = 416,6 \cdot 10^{40} \!\, . </math>
 
Tu je <math>\kappa</math> [[gravitacijska konstanta]], <math>e_{0}</math> [[osnovni naboj]] in <math>m_{\mathrm{e}}</math> [[masa elektrona]]. Električna sila je precej izdatnejša od gravitacijske. V svetu velikih [[telo (fizika)|teles]] pa gravitacijska sila prevlada, saj se pozitivni in negativni naboj telesa uzravnata.<ref>Breuer (1993), str. 141.</ref>
 
== Vektorska oblika ==
 
[[Sila]] je [[vektor (matematika)|vektorska]] količina. Leži na zveznici obeh nabojev. Matematično lahko zato Coulombov zakon zapišemo v obliki, ki to upošteva. Naj v izbranem [[inercialni opazovalni sistem|inercialnem]] [[opazovalni sistem|opazovalnem sistemu]] do nabojev ''e''<sub>1</sub> in ''e''<sub>2</sub> segata [[krajevni vektor|krajevna vektorja]] <math>\vec\mathbf{r}_{1}</math> in <math>\vec\mathbf{r}_{2}</math>. Električna sila prvega naboja na drugega je enaka:
 
: <math> \vec\mathbf{F}_{12} = -\frac{1}{4\pi\epsilon_0} \frac{e_1e_2}{(\vec\mathbf{r}_1^{\, 2}-\vec\mathbf{r}_2^{\, 2})} \frac{\vec\mathbf{r}_1^{\, 2}-\vec\mathbf{r}_2^{\, 2}}{| \vec\mathbf{r}_1^{\, 2}-\vec\mathbf{r}_2^{\, 2} |} \!\, . </math>
 
Pri tem je σ = ''de''/''dS'' [[ploskovna gostota naboja]], ρ = ''de''/''dV'' pa (prostorninska) [[gostota naboja]].
 
== Opombe in sklici ==
{{opombe|2}}
 
== Viri ==
 
* {{navedi knjigo|last=Breuer|first=Hans|title=Atlas klasične in moderne fizike|location=Ljubljana|publisher=DZS|year=1993|isbn=86-341-1105-9|cobiss=35693056}}
* {{navedi knjigo|last=Elliott|first=Robert S.|title=Electromagnetics: History, Theory, and Applications|url=http://eu.wiley.com/WileyCDA/WileyTitle/productCd-0780353846.html|year=1999|isbn=978-0-7803-5384-8}}
 
[[Kategorija:Elektrika in magnetizem]]
[[Kategorija:Fizikalni zakoni]]
[[Kategorija:Charles Augustin de Coulomb]]
[[Kategorija:1783 v znanosti]]
 
[[ar:قانون كولوم]]