Coulombin laki

Wikipedia
Loikkaa: valikkoon, hakuun
Coulombin tutkimuslaitteisto.

Coulombin laki kuvastaa sähköistä voimaa, jonka kaksi pistevarausta kohdistavat toisiinsa.

Ranskalainen Charles Augustin de Coulomb (1736–1806) tutki sähköisesti varattujen kappaleiden vuorovaikutusta, eli niiden välisiä voimia. Vuonna 1784 hän havaitsi tutkimustensa perusteella lainalaisuuden, jota nykyään kutsutaan Coulombin laiksi:

Hiukkasen toiseen hiukkaseen kohdistama sähköinen voima on verrannollinen hiukkasten varausten tuloon ja kääntäen verrannollinen niiden välisen etäisyyden neliöön.[1]

Coulombin lain matemaattinen muotoilu[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Matemaattisesti ilmaistuna Coulombin lain mukaan sähköinen voima \scriptstyle F on skalaarimuodossa

 F = k \frac{|q_1 q_2|}{r^2},

missä k = \frac {1}{4 \pi \epsilon_0}= 8{,}98755 \cdot 10^9 \frac{\textrm{Nm}^2}{\textrm{C}^2} on Coulombin vakio, \scriptstyle \epsilon_0 on tyhjiön permittiivisyys ja \scriptstyle q_1 , \scriptstyle q_2 kummankin hiukkasen sähkövaraus.

Coulombin lain mukaisen voiman F (Coulombin voiman) suunta on varauksia yhdistävän suoran suuntainen. Samanmerkkiset varaukset hylkivät toisiaan ja erimerkkiset vetävät toisiaan puoleensa. Coulombin laki voidaan esittää myös vektorimuodossa. Tällöin varauksen \scriptstyle q_1 varaukseen \scriptstyle q_2 kohdistama voima \scriptstyle \vec{F}_{12} on yksikkövektorin \scriptstyle \hat{r}_{12} suuntainen ja se voidaan ilmaista alla olevan yhtälön mukaisesti:

\vec{F}_{12} = k\frac{q_1q_2}{r^2}\hat{r}_{12}.[2]

Katso myös[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Lähteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  1. Young & Freedman: University Physics with Modern Physics, 11. painos, s. 800. Pearson, 2004. ISBN 0-321-20469-7. (englanniksi)
  2. Raymond Serway & John Jewett: Physics for Scientists and Engineers, s. 647. Cengage Learning, 2007. ISBN 9780495112440. (englanniksi)

Aiheesta muualla[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]