Название весов с помощью которых было установлено как взаимодействуют друг с другом неподвижные тела

§ 85. Закон Кулона. Единица электрического заряда

Какие взаимодействия называют электромагнитными?

В чём проявляется взаимодействие зарядов?

85.1 - Название весов с помощью которых было установлено как взаимодействуют друг с другом неподвижные тела

Приступим к изучению количественных законов электромагнитных взаимодействий. Основной закон электростатики — закон взаимодействия двух неподвижных точечных заряженных тел.

Основной закон электростатики был экспериментально установлен Шарлем Кулоном в 1785 г. и носит его имя.

Если расстояние между телами во много раз больше их размеров, то ни форма, ни размеры заряженных тел существенно не влияют на взаимодействия между ними.

Вспомните, что и закон всемирного тяготения тоже сформулирован для тел, которые можно считать материальными точками.

Запомни
Заряженные тела, размерами и формой которых можно пренебречь при их взаимодействии, называются точечными зарядами.

Сила взаимодействия заряженных тел зависит от свойств среды между заряженными телами. Пока будем считать, что взаимодействие происходит в вакууме. Опыт показывает, что воздух очень мало влияет на силу взаимодействия заряженных тел, она оказывается почти такой же, как и в вакууме.

Опыты Кулона. Идея опытов Кулона аналогична идее опыта Кавендиша по определению гравитационной постоянной. Открытие закона взаимодействия электрических зарядов было облегчено тем, что эти силы оказались велики и благодаря этому не нужно было применять особо чувствительную аппаратуру, как при проверке закона всемирного тяготения в земных условиях. С помощью крутильных весов удалось установить, как взаимодействуют друг с другом неподвижные заряженные тела.

85.2 - Название весов с помощью которых было установлено как взаимодействуют друг с другом неподвижные тела

Крутильные весы состоят из стеклянной палочки, подвешенной на тонкой упругой проволочке (рис. 14.3). На одном конце палочки закреплён маленький металлический шарик а, а на другом — противовес с. Ещё один металлический шарик b закреплён неподвижно на стержне, который, в свою очередь, крепится на крышке весов.

При сообщении шарикам одноимённых зарядов они начинают отталкиваться друг от друга. Чтобы удержать их на фиксированном расстоянии, упругую проволочку нужно закрутить на некоторый угол до тех пор, пока возникшая сила упругости не скомпенсирует кулоновскую силу отталкивания шариков. По углу закручивания проволочки определяют силу взаимодействия шариков.

Крутильные весы позволили изучить зависимость силы взаимодействия заряженных шариков от значений зарядов и от расстояния между ними. Измерять силу и расстояние в то время умели. Единственная трудность была связана с зарядом, для измерения которого не существовало даже единиц. Кулон нашёл простой способ изменения заряда одного из шариков в 2, 4 и более раза, соединяя его с таким же незаряженным шариком. Заряд при этом распределялся поровну между шариками, что и уменьшало исследуемый заряд в известном отношении. Новое значение силы взаимодействия при новом заряде определялось экспериментально.

Закон Кулона. Опыты Кулона привели к установлению закона, поразительно напоминающего закон всемирного тяготения.

Закон Кулона
Cила взаимодействия двух неподвижных точечных зарядов в вакууме прямо пропорциональна произведению модулей зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Запомни
Силу взаимодействия зарядов называют кулоновской силой.

Если обозначить модули зарядов через |q1 и |q2|, а расстояние между ними через r, то закон Кулона можно записать в следующей форме:

85.3 - Название весов с помощью которых было установлено как взаимодействуют друг с другом неподвижные тела

где k — коэффициент пропорциональности, численно равный силе взаимодействия единичных зарядов на расстоянии, равном единице длины. Его значение зависит от выбора системы единиц.

1.2 - Название весов с помощью которых было установлено как взаимодействуют друг с другом неподвижные телаПодумайте, может ли сила взаимодействия при увеличении одного из зарядов остаться прежней.

1.7 - Название весов с помощью которых было установлено как взаимодействуют друг с другом неподвижные телаТакую же форму (14.2) имеет закон всемирного тяготения, только вместо заряда в закон тяготения входят массы, а роль коэффициента к играет гравитационная постоянная.

Легко обнаружить, что два заряженных шарика, подвешенные на нитях, либо притягиваются друг к другу, либо отталкиваются. Отсюда следует, что

Источник

Название весов с помощью которых было установлено как взаимодействуют друг с другом неподвижные тела

back - Название весов с помощью которых было установлено как взаимодействуют друг с другом неподвижные телаglass - Название весов с помощью которых было установлено как взаимодействуют друг с другом неподвижные телаcontent - Название весов с помощью которых было установлено как взаимодействуют друг с другом неподвижные телаglass - Название весов с помощью которых было установлено как взаимодействуют друг с другом неподвижные телаforward - Название весов с помощью которых было установлено как взаимодействуют друг с другом неподвижные тела

3. Взаимодействие неподвижных электрических зарядов

Первые шаги

Мы никогда не узнаем, кто первым обратил внимание на удивительную способность янтаря, потертого о шерсть, притягивать к себе различные легкие предметы, не соприкасаясь с ними. Произошло это очень давно. По словам древнегреческого философа Фалеса Милетского, жившего в VI веке до нашей эры, это были ткачи.

Термин «электричество» имеет, таким образом, довольно поэтическое происхождение.

В этих простейших опытах люди впервые столкнулись с явным проявлением электрических сил. Но прошло более двух тысячелетий, прежде чем началось систематическое исследование электричества и был открыт закон взаимодействия наэлектризованных тел. Необычайное свойство янтаря и некоторых других предметов казалось странным курьезом: как могут притягиваться тела, не соприкасаясь? Ничто не говорило о том, что здесь в простейшей форме выступают законы, управляющие течением большинства процессов на Земле.

На протяжении многих веков никаких серьезных попыток научного объяснения опытов с наэлектризованными телами фактически не было предпринято. Нельзя же считать объяснением попытки приписать янтарю живую душу. Развлекались этими опытами зачастую просто состоятельные люди, не имевшие никакого отношения к науке. При дворах европейских государей устраивались «электрические сеансы». Особенно увлекалась ими Екатерина II. Были построены электрические машины. Научились получать большие электрические искры.

Тем не менее именно с этих простых опытов началось развитие науки об электричестве. И не только потому, что притяжение наэлектризованных тел поражало воображение и само по себе побуждало искать разгадку, в то время как, скажем, упругие силы столь привычны, что не способны вызвать никаких эмоций. Главное в том, что здесь непосредственно мы встречаемся с прямым проявлением одного из основных законов взаимодействия заряженных тел, установить который оказалось много легче, чем разобраться во взаимодействии атомов, слагающих электрически нейтральные тела.

Читайте также:  Что будет если встать на биржу труда как безработный

Когда мы в начале этой главы попытались проследить цепочку вопросов и ответов относительно происхождения сил упругости и остановились в самом начале, то делать это было, конечно, не обязательно. Можно было бы идти дальше, рассказать об атомах, их строении и силах взаимодействия между ними. Просто такой способ изложения мало удобен. Но допустить, что, изучая природу сил упругости, люди могли бы прийти к открытию основных законов электромагнитных взаимодействий, совершенно невероятно. С тем же успехом можно допустить, что люди могли бы сначала изобрести автомобиль, а затем, постепенно упрощая его, им удалось бы создать телегу и, наконец, колесо. Хотя сейчас, объясняя ребенку, живущему в городе, что такое телега, проще всего, пожалуй, начать с автомобиля.

В настоящее время каждому ясно, что объяснить движение камня гораздо проще, чем движение кошки. Настолько правильны у современного человека, даже далекого от науки, представления о мире. Но, говоря по совести, очень многим и сейчас проявления сил упругости (например, подскакивание футбольного мяча) кажутся простыми и понятными, а вот притяжение на расстоянии клочков бумаги к расческе или двух магнитов друг к другу представляется загадкой. На самом же деле все обстоит как раз наоборот. Проще именно эти «загадочные» силы, а привычные силы упругости можно в действительности понять, если свести их к проявлению сил «необычных». В дальнейшем мы этой сделаем.

000031 - Название весов с помощью которых было установлено как взаимодействуют друг с другом неподвижные тела
Молниеотвод

* ( Интерес со стороны дамских мод к новейшим достижениям науки и техники не угас и сегодня. Запуск первого советского искусственного спутника Земли радикально повлиял на форму шляпок и причесок.)

Задачи науки

Создание Ньютоном механики, открытие сил всемирного тяготения и объяснение с их помощью движения планет оказало столь сильное влияние на умы ученых, что и в других областях физики стремились найти законы по образцу ньютоновских. Тем самым было задано верное направление научной мысли. Вместо бесплодных попыток придумать какой-либо неосязаемый механизм, который обеспечил бы силы, действующие на расстоянии между заряженными телами, стали искать опытным путем количественную форму для данного типа взаимодействия. Трудно переоценить значение этого переворота в подходе к изучению природы. Это был, несомненно, один из величайших переворотов в естествознании, начатый еще, как об этом уже говорилось в главе о гравитационных силах, до Ньютона и далеко не оконченный с его смертью. Сущность этого переворота в том, что задачу науки перестали видеть в попытках сведения непривычных, «непонятных» явлений к привычным и «понятным» с точки зрения здравого смысла. Задачей науки стало отыскание математически выражаемых общих законов природы, которые охватывали бы громадную совокупность фактов. Стали требовать объяснения на основе этих законов привычных нам вещей, которые, казалось бы, не требуют объяснения. Этим был брошен прямой вызов «здравому смыслу». Вызов, который в таких теориях, как теория относительности и квантовая механика, привел к прямому противоречию с подобным «здравым смыслом». Суть этой направленности науки далеко не вошла, к сожалению, в плоть и кровь всех людей. В связи с этим очень часто и сейчас возникает масса недоуменных вопросов. Прочувствовать все это не легко. Переворот, который должен здесь произойти в сознании человека, можно сравнить с переворотом в голове дикаря, который от лечения такими понятными средствами, как изгнание злых духов и т. д., должен перейти к таинственным мерам: соблюдению гигиенических правил, кипячению воды, прививкам, антибиотикам и т. д. Изгонять нужно, как выясняется, не привычных «здравому смыслу» человекоподобных существ, а микробы и вирусы, которые даже в микроскоп не всегда видны.

Закон Кулона

Открытие взаимодействия неподвижных друг относительно друга электрических зарядов было сделано под прямым влиянием идей Ньютона и, в частности, его закона всемирного тяготения. Можно сказать, что это открытие было осуществлено без особых затруднений. В середине XVIII века уже высказывались предположения, что закон взаимодействия зарядов аналогичен закону всемирного тяготения. Первым доказал это экспериментально англичанин Кевендиш. Но этот выдающийся ученый отличался также выдающимися странностями. Преданность его науке была просто фанатической. Так, для сбережения времени он объяснялся с домашними раз и навсегда установленными знаками. Своих работ по электричеству Кевендиш не печатал. Более ста лет рукописи пролежали в библиотеке Кембриджского университета, пока их не извлек Максвелл и не опубликовал. К этому времени закон взаимодействия зарядов был установлен во Франции Кулоном и с тех пор носит его имя.

Кулон пришел к цели более простым, хотя и менее строгим путем, чем Кевендиш. Мы остановимся на экспериментах Кулона.

000032 - Название весов с помощью которых было установлено как взаимодействуют друг с другом неподвижные тела
Закон Кулона

Опыты Кулона привели к открытию закона, поразительно напоминающего закон тяготения. Сила взаимодействия неподвижных заряженных тел прямо пропорциональна произведению их зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Сразу надо оговориться, что, как и ньютоновский закон, закон Кулона справедлив только для «точечных» зарядов, т. е. для зарядов, геометрические размеры которых малы по сравнению с расстоянием между ними. Вообще же сила зависит от геометрических размеров и формы заряженных тел. Ее обычно называют кулоновской.

* ( На практике часто используется единица заряда кулон, которая в 3·10 9 раз больше данной.)

Кулоновские силы медленно убывают с расстоянием и принадлежат к дальнодействующим, как и ньютоновские.

Но наряду со сходством законов имеются и серьезные различия. Прежде всего, это существование зарядов двух знаков, в то время как гравитационная масса всегда положительна. Наряду с притяжением электрических зарядов бывает и отталкивание.

Далее, между нейтральными телами кулоновские силы не действуют и поэтому не являются столь же универсальными, как силы всемирного тяготения. Универсальность их проявляется лишь в том, что один и тот же закон справедлив для взаимодействия как макроскопических тел, так и отдельных элементарных частиц. Это выяснилось сразу же после того, как эти частицы были открыты. С современной точки зрения справедливость закона Кулона для макроскопических зарядов имеет место именно потому, что он непосредственно выполняется для элементарных частиц.

Читайте также:  Как правильно есть тампоны

000033 - Название весов с помощью которых было установлено как взаимодействуют друг с другом неподвижные тела
Важнейшной особенностью кулоновских сил является их величина

Еще одной важнейшей особенностью кулоновских сил является их величина. Электрические силы между отдельными элементарными частицами, как уже упоминалось раньше, неизмеримо больше гравитационных. Два заряда в один кулон на расстоянии одного километра отталкивались бы с силой 918 килограммов. Однако взаимодействие между заряженными частицами настолько велико, что создать у небольшого тела очень большой заряд невозможно. Отталкиваясь друг от друга с большой силой, частицы не смогут удержаться на теле. Никаких же других сил, которые были бы способны в данных условиях компенсировать кулоновское отталкивание, в природе не существует. Вот одна из причин, почему заметное притяжение или отталкивание больших заряженных тел не встречается в природе. Кроме того, заряженные тела проявляют очень большую склонность к нейтрализации. С большой жадностью впитывают они заряды противоположного знака, притягивая их к себе.

Большинство тел в природе электрически нейтрально. Впрочем, сама Земля имеет отрицательный заряд около 6·10 5 кулонов. В чистом виде кулоновские силы работают главным образом внутри нейтральных атомов и в заряженных атомных ядрах. Но об этом мы будем говорить в дальнейшем.

Источник

Название весов с помощью которых было установлено как взаимодействуют друг с другом неподвижные тела

Какие взаимодействия называют электромагнитными?
В чём проявляется взаимодействие зарядов?

Приступим к изучению количественных законов электромагнитных взаимодействий. Основной закон электростатики — закон взаимодействия двух неподвижных точечных заряженных тел.

85.1 - Название весов с помощью которых было установлено как взаимодействуют друг с другом неподвижные тела

Основной закон электростатики был экспериментально установлен Шарлем Кулоном в 1785 г. и носит его имя.

Если расстояние между телами во много раз больше их размеров, то ни форма, ни размеры заряженных тел существенно не влияют на взаимодействия между ними.

Вспомните, что и закон всемирного тяготения тоже сформулирован для тел, которые можно считать материальными точками.

Заряженные тела, размерами и формой которых можно пренебречь при их взаимодействии, называются точечными зарядами.

Сила взаимодействия заряженных тел зависит от свойств среды между заряженными телами. Пока будем считать, что взаимодействие происходит в вакууме. Опыт показывает, что воздух очень мало влияет на силу взаимодействия заряженных тел, она оказывается почти такой же, как и в вакууме.

Опыты Кулона.

Идея опытов Кулона аналогична идее опыта Кавендиша по определению гравитационной постоянной. Открытие закона взаимодействия электрических зарядов было облегчено тем, что эти силы оказались велики и благодаря этому не нужно было применять особо чувствительную аппаратуру, как при проверке закона всемирного тяготения в земных условиях. С помощью крутильных весов удалось установить, как взаимодействуют друг с другом неподвижные заряженные тела.

85.2 - Название весов с помощью которых было установлено как взаимодействуют друг с другом неподвижные тела

Крутильные весы состоят из стеклянной палочки, подвешенной на тонкой упругой проволочке (рис. 14.3). На одном конце палочки закреплён маленький металлический шарик а, а на другом — противовес с. Ещё один металлический шарик b закреплён неподвижно на стержне, который, в свою очередь, крепится на крышке весов.

При сообщении шарикам одноимённых зарядов они начинают отталкиваться друг от друга. Чтобы удержать их на фиксированном расстоянии, упругую проволочку нужно закрутить на некоторый угол до тех пор, пока возникшая сила упругости не скомпенсирует кулоновскую силу отталкивания шариков. По углу закручивания проволочки определяют силу взаимодействия шариков.

Крутильные весы позволили изучить зависимость силы взаимодействия заряженных шариков от значений зарядов и от расстояния между ними. Измерять силу и расстояние в то время умели. Единственная трудность была связана с зарядом, для измерения которого не существовало даже единиц. Кулон нашёл простой способ изменения заряда одного из шариков в 2, 4 и более раза, соединяя его с таким же незаряженным шариком. Заряд при этом распределялся поровну между шариками, что и уменьшало исследуемый заряд в известном отношении. Новое значение силы взаимодействия при новом заряде определялось экспериментально.

Закон Кулона.

Опыты Кулона привели к установлению закона, поразительно напоминающего закон всемирного тяготения.

Cила взаимодействия двух неподвижных точечных зарядов в вакууме прямо пропорциональна произведению модулей зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Силу взаимодействия зарядов называют кулоновской силой.

Если обозначить модули зарядов через |q1 и |q2|, а расстояние между ними через r, то закон Кулона можно записать в следующей форме:

85.3 - Название весов с помощью которых было установлено как взаимодействуют друг с другом неподвижные тела

где k — коэффициент пропорциональности, численно равный силе взаимодействия единичных зарядов на расстоянии, равном единице длины. Его значение зависит от выбора системы единиц.

Такую же форму (14.2) имеет закон всемирного тяготения, только вместо заряда в закон тяготения входят массы, а роль коэффициента к играет гравитационная постоянная.

Легко обнаружить, что два заряженных шарика, подвешенные на нитях, либо притягиваются друг к другу, либо отталкиваются. Отсюда следует, что силы взаимодействия двух неподвижных точечных зарядов направлены вдоль прямой, соединяющей эти заряды (рис. 14.4).

85.4 - Название весов с помощью которых было установлено как взаимодействуют друг с другом неподвижные тела

Единица электрического заряда.

Выбор единицы заряда, как и других физических величин, произволен. Естественно было бы за единицу принять заряд электрона, что и сделано в атомной физике, но этот заряд слишком мал, и поэтому пользоваться им в качестве единицы заряда не всегда удобно.

В Международной системе единиц (СИ) единица заряда является не основной, а производной и эталон для неё не вводится. Наряду с метром, секундой и килограммом в СИ введена основная единица для электрических величин — единица силы тока — ампер. Эталонное значение ампера устанавливается с помощью магнитных взаимодействий токов.

Единицу заряда в СИ — кулон устанавливают с помощью единицы силы тока.

Один кулон (1 Кл) — это заряд, проходящий за 1 с через поперечное сечение проводника при силе тока 1 А: 1 Кл = 1 А • 1 с.

Читайте также:  Как проверить есть ли в телефоне глонасс

84.5 - Название весов с помощью которых было установлено как взаимодействуют друг с другом неподвижные тела

где сила взаимодействия зарядов выражается в ньютонах, расстояние — в метрах, заряд — в кулонах. Числовое значение этого коэффициента можно определить экспериментально. Для этого надо измерить силу взаимодействия F между двумя известными зарядами |q1| и |q2|, находящимися на заданном расстоянии r, и эти значения подставить в формулу (14.3). Полученное значение k будет равно:

Заряд в 1 Кл очень велик. Сила взаимодействия двух точечных зарядов, по 1 Кл каждый, расположенных на расстоянии 1 км друг от друга, чуть меньше силы, с которой земной шар притягивает груз массой 1 т. Поэтому сообщить небольшому телу (размером порядка нескольких метров) заряд в 1 Кл невозможно.

Отталкиваясь друг от друга, заряженные частицы не могут удержаться на теле. Никаких других сил, способных в данных условиях компенсировать кулоновское отталкивание, в природе не существует.

Но в проводнике, который в целом нейтрален, привести в движение заряд в 1 Кл не составляет большого труда. Ведь в обычной электрической лампочке мощностью 200 Вт при напряжении 220 В сила тока немного меньше 1 А. При этом за 1 с через поперечное сечение проводника проходит заряд, почти равный 1 Кл.

Вместо коэффициента k часто применяется другой коэффициент, который называется электрической постоянной ε. Она связана с коэффициентом k следующим соотношением:

85.5 - Название весов с помощью которых было установлено как взаимодействуют друг с другом неподвижные тела

Закон Кулона в этом случае имеет вид

85.6 - Название весов с помощью которых было установлено как взаимодействуют друг с другом неподвижные тела

Если заряды взаимодействуют в среде, то сила взаимодействия уменьшается:

85.7 - Название весов с помощью которых было установлено как взаимодействуют друг с другом неподвижные тела

где ε — диэлектрическая проницаемость среды, показывающая, во сколько раз сила взаимодействия зарядов в среде меньше, чем в вакууме.

Минимальный заряд, существующий в природе, — это заряд элементарных частиц. В единицах СИ модуль этого заряда равен:

Заряд, который можно сообщить телу, всегда кратен минимальному заряду:

где N — целое число. Когда заряд тела существенно больше по модулю минимального заряда, то проверять кратность не имеет смысла, однако когда речь идёт о заряде частиц, ядер атомов, то заряд их должен быть всегда равен целому числу модулей заряда электрона.

Источник

Закон Кулона. Точечный заряд.

Силы электростатического взаимодействия зависят от формы и размеров наэлектризованных тел, а также от характера распределения заряда на этих телах. В некоторых случаях можно пренебречь формой и размерами заряженных тел и считать, что каждый заряд сосредоточен в одной точке. Точечный заряд – это электрический заряд, когда размер тела, на котором этот заряд сосредоточен, намного меньше расстояния между заряженными телами. Приближённо точечные заряды можно получить на опыте, заряжая, например, достаточно маленькие шарики.

Взаимодействие двух покоящихся точечных зарядов определяет основной закон электростатики – закон Кулона. Этот закон экспериментально установил в 1785 году французский физик Шарль Огюстен Кулон (1736 – 1806). Формулировка закона Кулона следующая:

Эта сила взаимодействия называется кулоновская сила, и формула закона Кулона будет следующая:

где |q1|, |q2| – модули зарядов, r – расстояния между зарядами, k – коэффициент пропорциональности.

Коэффициент k в СИ принято записывать в форме:

Сила взаимодействия неподвижных точечных зарядов в вакууме:

Если два точечных заряда помещены в диэлектрик и расстояние от этих зарядов до границ диэлектрика значительно больше расстояния между зарядами, то сила взаимодействия между ними равна:

Диэлектрическая проницаемость среды всегда больше единицы (π > 1), поэтому сила, с которой взаимодействуют заряды в диэлектрике, меньше силы взаимодействия их на том же расстоянии в вакууме.

Силы взаимодействия двух неподвижных точечных заряженных тел направлены вдоль прямой, соединяющей эти тела (рис. 1.8).

01 080 point charge - Название весов с помощью которых было установлено как взаимодействуют друг с другом неподвижные тела

Рис. 1.8. Силы взаимодействия двух неподвижных точечных заряженных тел.

Кулоновские силы, как и гравитационные силы, подчиняются третьему закону Ньютона:

Кулоновская сила является центральной силой. Как показывает опыт, одноимённые заряженные тела отталкиваются, разноимённо заряженные тела притягиваются.

Вектор силы F2,1, действующей со стороны второго заряда на первый, направлен в сторону второго заряда, если заряды разных знаков, и в противоположную, если заряды одного знака (рис. 1.9).

01 090 point charge - Название весов с помощью которых было установлено как взаимодействуют друг с другом неподвижные тела

Рис. 1.9. Взаимодействие разноименных и одноименных электрических зарядов.

Электростатические силы отталкивания принято считать положительными, силы притяжения – отрицательными. Знаки сил взаимодействия соответствуют закону Кулона: произведение одноимённых зарядов является положительным числом, и сила отталкивания имеет положительный знак. Произведение разноимённых зарядов является отрицательным числом, что соответствует знаку силы притяжения.

В опытах Кулона измерялись силы взаимодействия заряженных шаров, для чего применялись крутильные весы (рис. 1.10). На тонкой серебряной нити подвешена лёгкая стеклянная палочка с, на одном конце которой закреплён металлический шарик а, а на другом противовес d. Верхний конец нити закреплён на вращающейся головке прибора е, угол поворота которой можно точно отсчитывать. Внутри прибора имеется такого же размера металлический шарик b, неподвижно закреплённый на крышке весов. Все части прибора помещены в стеклянный цилиндр, на поверхности которого нанесена шкала, позволяющая определить расстояние между шариками a и b при различных их положениях.

01 100 torsion balance - Название весов с помощью которых было установлено как взаимодействуют друг с другом неподвижные тела

Рис. 1.10. Опыт Кулона (крутильные весы).

При сообщении шарикам одноимённых зарядов они отталкиваются друг от друга. При этом упругую нить закручивают на некоторый угол, чтобы удержать шарики на фиксированном расстоянии. По углу закручивания нити и определяют силу взаимодействия шариков в зависимости от расстояния между ними. Зависимость силы взаимодействия от величины зарядов можно установить так: сообщить каждому из шариков некоторый заряд, установить их на определённом расстоянии и измерить угол закручивания нити. Затем надо коснуться одного из шариков таким же по величине заряженным шариком, изменяя при этом его заряд, так как при соприкосновении равных по величине тел заряд распределяется между ними поровну. Для сохранения между шариками прежнего расстояния необходимо изменить угол закручивания нити, а следовательно, и определить новое значение силы взаимодействия при новом заряде.

Источник