FIZICA

               LEGEA LUI COULOMB

Legea lui Coulomb, dezvoltată în anii 1780 de fizicianul francez Charles Augustin de Coulomb, poate fi enunțată în formă scalară după cum urmează:

Modulul forței electrostatice între două sarcini electrice punctiforme este direct proporțională cu produsul celor două sarcini electrice și invers proporțional cu pătratul distanței dintre sarcini.

Dacă nu este nevoie să se știe direcția forței, atunci versiunea scalară, simplificată, a legii lui Coulomb este suficientă. Mărimea forței aplicate unei sarcini, , datorită prezenței unei alte sarcini, , este dată de modulul lui

,

unde  este distanța dintre sarcini și  este o constantă numită permitivitatea vidului. O forță pozitivă implică interacțiune cu respingere, iar o forță negativă înseamnă interacțiune cu atracție.^[1]

Factorul de scalare, denumit constanta electrostatică, sau constanta lui Coulomb (), este:

 Nm²C⁻² (sau mF⁻¹).^[2]

În unități cgs, unitatea de sarcină, esu de sarcină sau statcoulomb, este definită astfel încât această constantă Coulomb să fie 1.

Această formulă spune că modulul forței este direct proporțional cu mărimea sarcinilor fiecărui obiect și invers proporțională cu pătratul distanței între ele. S-a descoperit că exponentul din legea lui Coulomb este diferit de -2 cu mai puțin de o milionime.

Când se măsoară în unități folosite pe larg (cum ar fi MKS - vezi Sistemul internațional), constanta forței Coulomb, , este numeric mult mai mare decât constanta gravitațională universală . Aceasta înseamnă că pentru obiecte a căror sarcină este de ordinul unei unități de sarcină (C) și masă de ordinul unității de masă (kg), forțele electrostatice vor fi cu mult mai mari decât forțele gravitaționale încât acestea din urmă se pot ignora. Nu este cazul, însă, atunci când este vorba de unități Planck și sarcina și masa sunt de ordinul unității de sarcină, respectiv masă. Totuși, particule elementareîncărcate au masa mult mai mică decât masa Planck, pe când sarcina lor este de ordinul sarcinii Planck, și, din nou forțele gravitaționale se pot ignora. De exemplu, forța electrostatică dintre un electron și un proton, care constituie un atom de hidrogen, este de aproape 40 ordine de mărimemai mare decât forța gravitațională dintre ele.

Legea lui Coulomb poate fi interpretată și în termeni de unități atomice cu forța exprimată în Hartree pe rază Bohr, sarcina în termeni de sarcini elementare, iar distanțele în termeni de rază Bohr.

Ch.A.Coulomb

Balanta de torsiune

In anul 1785, Charles Augustin Coulomb a studiat interactiunea dintre corpuri electrizate, de dimensiuni foarte mici comparativ cu distanta dintre ele, folosind o balanta de torsiune. Constructiv, aceasta este compusa dintr-un clopot de sticla in interiorul caruia este suspendata o bagheta de sticla avand la unul dintre capete o mica sfera metalica, iar la capatul opus o contragreutate. In acelasi plan cu bagheta este plasata o alta sfera metalica, si ea de dimensiuni foarte mici. Starea de electrizare a celor doua sfere conductoare poate fi modificata din exterior, iar distanta dintre ele se poate modifica prin rotirea capacului balantei.

Valoarea fortei de intereactiune dintre doua corpuri electrizate in repaus, de dimensiuni foarte mici in raport cu distranta dintre ele, este proportionala cu sarcina fiecarui corp si invers proportionala cu patratul distantei dintre ele (Legea lui Coulomb).