ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
,
12
12
2
12
21
21
r
r
r
qq
kF
r
r
ε
=
(1.3.4)
где
12
F
r
– сила, действующая на
первый
заряд со стороны второго;
21
F
r
– сила, действующая на
второй
за-
ряд со стороны первого;
12
r
r
– вектор, проведённый от первого заряда ко второму.
Направления силы
12
F
r
и
21
F
r
на рис. 1.1 и знаки «минус» и «плюс» в формулах (1.3.3) – (1.3.4) соот-
ветствуют
одноимённым
зарядам.
Как видно из формул (1.3.3) и (1.3.4), направление
21
F
r
совпадает
с направлением
12
r
r
, а направление
12
F
r
противоположно
12
r
r
.
Напомним, что силы притяжения принято считать отрицательными, а силы отталкивания – положи-
тельными.
Зависимость силы взаимодействия одноименных (кривая
а
) и разноименных (кривая
б
) точечных
зарядов изображена на рис. 1.2.
4. Закон Кулона выражает силу взаимодействия между
неподвижными
электрическими зарядами,
т.е. является, в сущности,
электростатическим законом
. Для
движущихся
зарядов этот закон перестаёт
быть точным.
5. Силы электростатического взаимодействия подчиняются третьему закону Ньютона:
2112
FF
r
r
−=
.
6. Нетрудно подметить формальную
аналогию
между законом Кулона и законом всемирного тяго-
тения Ньютона. И электрические, и гравитационные силы являются центральными – направлены по
прямой, соединяющей взаимодействующие тела. И те, и другие силы
обратно пропорциональны квад-
рату расстояния
между телами. Однако между этими законами есть и принципиальное
различие
: элек-
тростатические силы могут быть как силами
притяжения
, так и силами
оттал-
кивания
, гравитационные – только притяжения; на электростатическое взаи-
модействие существенное влияние оказывает среда, на гравитационное – нет.
7. Закон Кулона справедлив только для
точечных
зарядов. Чтобы вычис-
лить силу взаимодействия между зарядами
1
q
и
2
q
,
сосредоточенными на телах
конечных
размеров, по-
ступают следующим образом. Каждый из зарядов
разбивают на столь малые порции
dq
, что их можно
считать точечными, затем по формуле (1.3.4) нахо-
дят силы взаимодействия между всеми парами, по-
сле чего геометрически складывают эти силы:
;
21
ki
FdF
r
r
∫
=
(1.3.5)
здесь
ik
ik
ik
ki
ki
r
r
r
dqdq
kFd
r
r
2
ε
=
– сила, с которой
i
-й заряд первого тела действует на
k-
й заряд второго тела (рис.
1.3), а
21
F
r
– сила, действующая на второе тело со стороны первого.
Можно показать теоретически и убедиться на опыте, что если заряды распределены равномерно по
поверхности или объёму тел сферической формы, то сила электростатического взаимодействия между
ними такова, как если бы были сосредоточены в геометрических
центрах
этих тел. В этом случае силу
можно рассчитывать по закону Кулона (1.3.2), понимая под
12
r
расстояние между центрами сфер (рис.
1.4,
а
)
Рис. 1.2
12
r
r
12
F
1
q
2
q
21
F
+ +
Рис. 1.1
Рис. 1.3
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 7
- 8
- 9
- 10
- 11
- …
- следующая ›
- последняя »