Закон Кулона — это закон о взаимодействии точечных электрических зарядов.
Был открыт Кулоном в 1785 г. Проведя большое количество опытов с металлическими шариками, Шарль Кулон дал такую формулировку закона:
Сила взаимодействия двух точечных неподвижных заряженных тел в вакууме направлена вдоль прямой, соединяющей заряды, прямо пропорциональна произведению модулей зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Важно отметить, что для того, чтобы закон был верен, необходимы: 1.точечность зарядов — то есть расстояние между заряженными телами много больше их размеров. 2.их неподвижность. Иначе уже надо учитывать дополнительные эффекты: возникающее магнитное поле движущегося заряда и соответствующую ему дополнительную силу Лоренца, действующую на другой движущийся заряд. 3.взаимодействие в вакууме. Однако, с некоторыми корректировками закон справедлив также для взаимодействий зарядов в среде и для движущихся зарядов.
В векторном виде в формулировке Ш. Кулона закон записывается следующим образом:
где F1,2— сила, с которой заряд 1 действует на заряд 2; q1,q2 — величина зарядов; — радиус-вектор (вектор, направленный от заряда 1 к заряду 2, и равный, по модулю, расстоянию между зарядами — r12); k — коэффициент пропорциональности. Таким образом, закон указывает, что одноименные заряды отталкиваются (а разноименные – притягиваются) .
В начальный момент времени импульс системы p₁ = 0 (p₁ - вектор) Из закона сохранения импульса следует, что и p₂ = m * v₁ + M * v = 0 - импульс системы в конце (равенство векторное). Т. к. векторы v₁ и v противоположнонаправлены => m * v₁ = M * v Δr₁ = L - Δs - перемещение человека => v₁ = Δr₁ / Δt = (L - Δs) / Δt - скорость человека Δr₂ = Δs - перемещение лодки => v = Δr₂ / Δt= Δs / Δt - скорость лодки m * (L - Δs) / Δt = M * Δs / Δt m * (L - Δs) = M * Δs M = m * (L - Δs) / Δs M = 70 кг * (3 м - 0,9 м) / 0,9 м ≈ 160 кг
Был открыт Кулоном в 1785 г. Проведя большое количество опытов с металлическими шариками, Шарль Кулон дал такую формулировку закона:
Сила взаимодействия двух точечных неподвижных заряженных тел в вакууме направлена вдоль прямой, соединяющей заряды, прямо пропорциональна произведению модулей зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.
Важно отметить, что для того, чтобы закон был верен, необходимы:
1.точечность зарядов — то есть расстояние между заряженными телами много больше их размеров.
2.их неподвижность. Иначе уже надо учитывать дополнительные эффекты: возникающее магнитное поле движущегося заряда и соответствующую ему дополнительную силу Лоренца, действующую на другой движущийся заряд.
3.взаимодействие в вакууме.
Однако, с некоторыми корректировками закон справедлив также для взаимодействий зарядов в среде и для движущихся зарядов.
В векторном виде в формулировке Ш. Кулона закон записывается следующим образом:
где F1,2— сила, с которой заряд 1 действует на заряд 2; q1,q2 — величина зарядов; — радиус-вектор (вектор, направленный от заряда 1 к заряду 2, и равный, по модулю, расстоянию между зарядами — r12); k — коэффициент пропорциональности. Таким образом, закон указывает, что одноименные заряды отталкиваются (а разноименные – притягиваются) .
Из закона сохранения импульса следует, что и p₂ = m * v₁ + M * v = 0 - импульс системы в конце (равенство векторное).
Т. к. векторы v₁ и v противоположнонаправлены => m * v₁ = M * v
Δr₁ = L - Δs - перемещение человека => v₁ = Δr₁ / Δt = (L - Δs) / Δt - скорость человека
Δr₂ = Δs - перемещение лодки => v = Δr₂ / Δt= Δs / Δt - скорость лодки
m * (L - Δs) / Δt = M * Δs / Δt
m * (L - Δs) = M * Δs
M = m * (L - Δs) / Δs
M = 70 кг * (3 м - 0,9 м) / 0,9 м ≈ 160 кг