კულონის კანონი

კულონის კანონი — ფიზიკის კანონი, რომელიც აღწერს ურთიერთქმედებას ორ ელექტრულად დამუხტულ სხეულს შორის. ის პირველად გამოქვეყნებული იქნა შარლ ოგიუსტენ კულონის მიერ 1785 წელს, თუმცა ელექტრული ძალის მანძილზე დამოკიდებულება უფრო ადრე დადგენილი იქნა ჯოზეფ პრისტლის მიერ, ხოლო როგორც მანძილზე, ასევე მუხტზე დამოკიდებულება დადგენილი იქნა ჰენრი კავენდიშის მიერ, თუმცა მას თავისი შედეგები არ გამოუქვეყნებია. შარლ კულონმა დაადგინა, რომ: ვაკუუმში ორი უძრავი წერტილოვანი მუხტი ურთიერთქმედებს ძალით, რომლის მოდული პირდაპირპროპორციულია მუხტთა მოდულების ნამრავლის და უკუპროპორციულია მათ შორის მანძილის კვადრატის. კულონის კანონი ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი კანონია ფიზიკაში კულონის კანონის სკალარული ფორმა აღწერს ორი წერტილოვან მუხტს შორის მოქმედი ძალის მოდულს (აბსოლუტურ მნიშვნელობას). ძალის მნიშვნელობა (F) რომლითაც ურთიერთქმედებენ (q1) და (q2) მუხტები ტოლია F = k e q 1 q 2 r 2 {\displaystyle F=k_{\mathrm {e} }{\frac {q_{1}q_{2}}{r^{2}}}} სადაც r არის მანძილი მუხტებს შორის, ხოლო ke არის პროპორციულობის კოეფიციენტი. SI სისტემაში პროპორციულობის კოეფიციენტი ke, რომელსაც კულონის მუდმივა ჰქვია მოიცემა შემდეგი ფორმულით k e = 1 4 π ε 0 = c 0 2 μ 0 4 π = c 0 2 × 10 − 7   H ⋅ m − 1 = 8.987 551 787 368 176 4 × 10 9   N ⋅ m 2 ⋅ C − 2 {\displaystyle {\begin{aligned}k_{e}&={\frac {1}{4\pi \varepsilon _{0}}}={\frac {c_{0}^{2}\mu _{0}}{4\pi }}=c_{0}^{2}\times 10^{-7}\ \mathrm {H\cdot m} ^{-1}\\&=8.987\,551\,787\,368\,176\,4\times 10^{9}\ \mathrm {N\cdot m^{2}\cdot C} ^{-2}\end{aligned}}} ბიო-სავარის კანონი ელექტრული ველი ლორენცის ძალა ↑ შარლ ოგუსტენ კულონი შარლ ოგუსტენ კულონი (1736 _ 1806) კულონმა შეისწავლა დამუხტული სხეულების ურთიერთქმედება რაოდენობრივად. მან გამოიყენა გრეხითი სასწორი (ნახ. 1). გრეხითი სასწორი შედგებოდა დრეკადი მავთულისაგან, რომელზეც დამაგრებული იყო მინის ღერო. ღეროს ერთ ბოლოზე დაამაგრა ანწლის ბურთულა, მეორეზე – საპირწონე. კიდევ ერთი ანწლის ბურთულა უძრავად მოათავსა სასწორის სახურავზე. როცა ორ ბურთულას მიანიჭა ერთსახელიანი მუხტები, მათ ერთმანეთი განიზიდეს. მავთული შემობრუნდა გარკვეული კუთხით. ამ კუთხის მიხედვით განსაზღვრა ბურთულებს შორის ურთიერთქმედების ძალა. ცდების შედეგად დაადგინა კანონი, რომელსაც კულონის კანონი უწოდეს და რომელიც საოცრად ჰგავს მსოფლიო მიზიდულობის კანონს. დამუხტული სხეულების დამუხტვის ხარისხის დასახასიათებლად შემოიღეს ახალი ფიზიკური სიდიდე ელექტრული მუხტი და აღნიშნეს ქ ასოთი. შემდგომში მუხტის საზომ ერთეულს კულონი უწოდეს. კულონის კანონი ასე გამოითქმის: ვაკუუმში ორ წერტილოვან მუხტს შორის მოქმედი ძალა პირდაპირპროპორციულია მუხტების მოდულთა ნამრავლისა და უკუპროპორციულია მათ შორის მანძილის კვადრატისა. F=K *q1 . q2 / r2. სადაც q1 და q2 ელექტრული მუხტია, ხოლო k პროპორციულობის კოეფიციენტი. ამ კანონს უწოდეს ელექტროსტატიკის ძირითადი კანონი. ელექტროსტატიკა ელექტროდინამიკის ნაწილია, რომელიც შეისწავლის უძრავი მუხტების ურთიერთქმედებას. ხახუნით დაელექტროების დროს მკვლევარებს დიდხანს არ შეუმჩნევიათ, რომ ელექტროვდებოდა ორივე სხეული, ამასთან საწინააღმდეგო მუხტით. როგორც კი ეს მოვლენა შეამჩნიეს, ცხადი გახდა, რომ დაელექტროება ეს მუხტის წარმოქმნა კი არა, მათი გაყოფა იყო. სიდიდით ტოლი და საწინააღმდეგო მუხტით დამუხტული სხეულები ერთმანეთთან შეხებისას კარგავენ მიზიდვის უნარს. ამ დროს მუხტი კი არ ქრება, არამედ ნეიტრალდება, ე.ი. თითოეულ სხეულზე დადებითი და უარყოფითი მუხტების რაოდენობა ტოლი ხდება. პირველმა ცდებმა აჩვენეს, რომ ზოგიერთ სხეულებს კარგად გადააქვთ ელექტრული მუხტი, ზოგიერთს კი – სრულებით არა. ამიტომ ნივთიერებები გაყვეს გამტარებად და არაგამტარებად ანუ იზოლატორებად. შემდგომში ელექტრული მუხტის მიმართულ გადაადგილებას გამტარში ელექტრული დენი უწოდეს. Robert S. Elliott (1999), Electromagnetics: History, Theory, and Applications, ISBN 978-0-7803-5384-8, http://eu.wiley.com/WileyCDA/WileyTitle/productCd-0780353846.html