ELEKTŘINA A MAGNETISMUS

ELEKTRICKÝ NÁBOJ A ELEKTRICKÉ POLE

Coulombův zákon

Definuje velikost elektrické síly (Fe), kterou na sebe nabitá tělesa působí

Poprvé změřena roku 1785 (Ch. Coulomb, Francouz, 1736-1806).

Otázka:

Mějme 2 bodové náboje o velikosti Q1 a Q2 ve vzdálenosti r od sebe. Na čem a jak bude záviset velikost síly, kterou se dané náboje přitahují nebo odpuzují?

Velikost elektrické síly bude záviset přímo úměr na velikosti obou nábojů a nepřímo úměrně na jejich vzdálenosti.

Matematicky

kde

Základní vlastnost konstanty k:

závisí na prostředí

permitivita prostředí ε = εr . ε0

relativní permitivita εr 

(udává, kolikrát je ε větší v daném prostředí než ve vakuu, je bez jednotky)

(pro vakuum εr=1, 

pro vzduch εr= přibližně 1)

permitivita vakua ε0 = 8,854 . 10-12 C2.m-2.N-1

potom pro vakuum

k = 9.109 N.m2.C-2

SHRNUTÍ

Dva bodové náboje v klidu se navzájem přitahují nebo odpuzují stejně velkými elektrickými silami opačného směru. Velikost elektrické síly Fe je přímo úměrná součinu velikosti nábojů Q1, Q2 a nepřímo úměrná druhé mocnině jejich vzdálenosti r.

COULOMBŮV ZÁKON

JEDNODUCHÉ ÚLOHY

ÚLOHA 1:

Jak velkou elektrickou silou působí na sebe ve vakuu dvě kuličky ze vzdálenosti 10 cm, má-li každá z nich elektrický náboj 1 µC? 

(F = 0,9 N)

ÚLOHA 2:

Dva stejné bodové náboje se navzájem přitahují ve vakuu elektrickou silou velikosti 3,6 N. Vzdálenost nábojů je 10 cm. Určete tyto náboje. 

(Q1 = +2 µC, Q2 = –2 µC)

ÚLOHA 3:

Jak velkou elektrickou silou se navzájem odpuzují dva protony v jádře atomu helia, je-li jejich vzdálenost 10–14 m? 

(F = 2,3 N)