ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
Направления силы
12
F
r
и
21
F
r
на рис. 1 и знаки «минус» и «плюс» в формулах (3.3), (3.4) соответст-
вуют одноименным зарядам.
Рис. 1
Как видно из формул (3.3) и (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.
На рис. 2 изображена зависимость силы взаимодействия одноименных (кривая а) и разноименных
(кривая б) точечных зарядов.
4 Закон Кулона выражает силу взаимодействия между неподвижными электрическими зарядами,
т.е. является, в сущности, электростатическим законом. Для движущихся зарядов этот закон перестает
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 ними. Однако между этими законами есть и принципиальное различие: электро-
статические силы могут быть как силами притяжения, так и силами отталкивания, гравитационные –
только притяжения; на электростатическое взаимодействие существенное влияние оказывает среда, на
гравитационное – нет.
7 Закон Кулона справедлив только для точечных зарядов. Чтобы вычис-
лить силу взаимодействия между зарядами q
1
и q
2
, сосредоточенными на телах
конечных размеров, поступают следующим образом. Каждый из зарядов раз-
бивают на столь малые порции dq, что их можно считать точечными, затем по
формуле (3.4) находят силы взаимодействия между всеми парами, после чего
геометрически складывают эти силы:
∫
=
ki
FdF
r
r
21
, (3.5)
Рис. 3
здесь
ik
ik
ik
ki
ki
r
r
r
qq
kFd
r
r
2
ε
=
– сила, с которой i-й заряд первого тела действует на k-й заряд второго тела (рис.
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 объему тел сферической формы, то сила электростатического взаимодействия между
ними такова, как если бы заряды были сосредоточены в геометрических центрах этих тел. В этом случае
силу можно рассчитывать по закону Кулона (3.2), понимая под
12
r
расстояние между центрами сфер
(рис. 4, а).
Наконец, формулу Кулона (3.2) можно применять в случае, когда один из зарядов точный, а другой
сосредоточен на сфере и распределен по ней равномерно (рис. 4, б).
12
F
r
21
F
r
+ +
12
r
r
q
1
Q
2
Рис. 2
F
r
0
a
б
q
1
q
2
> 0
q
1
q
2
< 0
km
Fd
r
ki
Fd
r
mk
r
r
ik
r
r
2
1
dq
m
dq
i
dq
k
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 5
- 6
- 7
- 8
- 9
- …
- следующая ›
- последняя »
