Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
8
ROZDZIAŁ21.PRAWOCOULOMBA
nej,działającejmiędzydwiemacząstkamiomasachm1im2,znajdującymi
sięwodległościr
F=G
ą
m1m2
r2
ˆ
r
(prawoNewtona)7
(21.2)
gdzieGjeststałągrawitacyjną.
Chociażobarodzajesiłznaczniesięróżnią,towobuwzorachpo-
jawiasięcharakterystycznazależnośćododwrotnościkwadratuodległo-
ści(∼1/r2),atakżeiloczynwielkościcharakteryzującychoddziałujące
cząstki—maswjednymprzypadku,aładunkówwdrugim.Różnicata
międzynimipoleganatym,żesiłygrawitacyjnesązawszesiłamiprzycią-
gania,asiłyelektrostatyczne,zależnieodznakówdwóchładunków,mogą
byćsiłamiprzyciąganialubodpychania.Różnicatawynikastąd,żeistnieje
tylkojedenrodzajmasy,aledwarodzajeładunków.
Jednostka.JednostkąładunkuwukładzieSIjestkulomb.Zewzglę-
dówpraktycznych(związanychzdokładnościąpomiarów)kulombjestpo-
chodnąjednostkinatężeniaprąduelektrycznegoIwukładzieSI.Oprądzie
elektrycznymbędziemymówićwrozdziale26,terazzauważmytylko,że
natężenieprąduIjeststosunkiemładunkudqprzepływającegoprzezprze-
krójpoprzecznyprzewodnikawjednostceczasudtdotegoczasu:
I=
dq
dt
(natężenieprąduelektrycznego).
(21.3)
Przekształcającwzór(21.3)izastępującsymbolewielkościfizycznychich
jednostkami(kulombC,amperAisekundas),widzimy,że
1C=1A·1s.
Wartośćsiły.Zpowodówhistorycznych(izewzględunaprostsząpo-
staćwieluinnychwzorów)stałąelektrostatycznąkwewzorze(21.1)zapi-
sujesięczęstojako1/4πE0.wtedywartośćsiłyelektrostatycznejopisanej
prawemCoulomba
F=
4πE0
1
|q1||q2|
r2
(prawoCoulomba).
(21.4)
Stałewewzorach(21.1)i(21.4)mająwartość
k=
4πE0
1
=8799·109N·m2/C2.
(21.5)
wielkośćE0,zwanaprzenikalnościąelektrycznąpróżni,występujenie-
razwewzorachsamodzielnieimawartość
E0=8785·10
112C2/(N·m2).
(21.6)
Rozwiązywaniezadań.Zauważ,żewewzorze(21.4)określającymwar-
tośćsiłyelektrostatycznejosobnowyznaczamywartośćsiłydziałającejna
wybranącząstkęzestronyinnejcząstki,aosobnookreślamykierunekdzia-
łającejsiły,analizującznakiładunkówobucząstek.
Zasadasuperpozycji.Takjakwprzypadkuinnychsiłrozważanych
wtejksiążce,siłaelektrostatycznaspełniazasadęsuperpozycji.Jeślimamy
ncząsteknaładowanych,tooddziałująoneniezależniewparachisiławy-
