☰ Содержание · Физика

Закон Кулона

Уроки 3–4 · 2 урока · П. К. Хабибуллаев, А. Бойдедаев, А. Д. Бахромов, Ж. Э. Усаров, К. Т. Суяров, М. К. Юлдашева. Физика: учебник для 8 класса общеобразовательных школ, переработанное и дополненное 3-е издание. Творческий издательско-полиграфический дом «O‘qituvchi», Ташкент, 2019
3

Взаимодействие зарядов. Закон Кулона

Учебник: с. 12–14
ЦельЗнать закон Кулона (F = k·|q₁|·|q₂|/r²) и физический смысл k; вычислять силу Кулона.
Новые слова
*точечный заряд · nuqtaviy zaryad*сила Кулона · Kulon kuchi*крутильные весы · buralma tarozi*k = 9·10⁹ Н·м²/Кл² · k = 9·10⁹ N·m²/C²
Объяснение

Заряженные тела взаимодействуют, даже не соприкасаясь. В 1785 году французский учёный Шарль Кулон измерил эту силу с помощью крутильных весов. Его опыты показали, что сила прямо пропорциональна произведению зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Заряженное тело, размерами и формой которого можно пренебречь, называется точечным зарядом. Для двух неподвижных точечных зарядов в вакууме F = k·|q₁|·|q₂|/r², где k = 9·10⁹ Н·м²/Кл²: два заряда по 1 Кл на расстоянии 1 м в вакууме действуют друг на друга с силой 9·10⁹ Н. В формулу входят модули зарядов, а знаки определяют направление: одноимённые заряды отталкиваются, разноимённые притягиваются. По третьему закону Ньютона две силы равны по величине и противоположны по направлению. Перед вычислением переведи расстояния в метры, а заряды — в кулоны.

Примеры
q₁ = 2 нКл, q₂ = 5 нКл, r = 3 см = 0,03 м: F = 9·10⁹ · 2·10⁻⁹ · 5·10⁻⁹ : 0,03² = 9·10⁻⁸ : 9·10⁻⁴ = 10⁻⁴ Н (0,1 мН).
Те же заряды на расстоянии 6 см: расстояние удвоилось, поэтому сила уменьшается в 2² = 4 раза: F = 10⁻⁴ : 4 = 2,5·10⁻⁵ Н.
Работа в классе

«Расстояние и сила»: составь на бумаге таблицу: при неизменных зарядах и расстояниях 1, 2, 3, 4 единицы во сколько раз уменьшается сила? Заполни её и сформулируй закономерность (1, 1/4, 1/9, 1/16). Нужны только карандаш и бумага.

Упражнения
1
Сформулируй закон Кулона своими словами.
2
Заряды 5 мкКл и 2 мкКл находятся на расстоянии 10 см в вакууме. Чему равна сила в ньютонах?
3
Как изменится сила, если оба заряда и расстояние увеличить в 2 раза?
4
Почему в формуле используются модули зарядов, а направление определяется отдельно?