desno|mini|Veličina elektrostatičke sile između dva tačkasta naelektrisanja i direktno je proporcionalna proizvodu veličina naelektrisanja i obrnuto proporcionalna kvadratu udaljenosti između njih. Slični naboji se međusobno odbijaju, a suprotni se privlače. Kulonov zakon je eksperimentalni zakon fizike koji izračunava količinu sile između dva tačkasta naboja u mirovanju. Ova električna sila se konvencionalno naziva elektrostatička sila ili Kulonova sila. Iako je zakon bio poznat ranije, prvi ga je 1785. objavio francuski fizičar Charles-Augustin de Coulomb, odakle i ime. Kulonov zakon je bio od suštinskog značaja za razvoj teorije elektromagnetizma, a možda čak i za njenu polaznu tačku, jer je omogućio značajne rasprave o količini električnog naboja u čestici.
Zakon kaže da je veličina, ili apsolutna vrijednost, privlačne ili odbojne elektrostatičke sile između dva tačkasta naboja direktno proporcionalna proizvodu veličina njihovih naboja i obrnuto proporcionalna kvadratu udaljenosti između njih. Kulon je otkrio da se tijela sa sličnim električnim nabojem odbijaju. Kulon je također pokazao da se suprotno nabijena tijela privlače prema zakonu inverznog kvadrata:Ovdje je https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/954db5efefef8b71f14e848054dbcd5954f35a18 konstanta, a i su vrijednosti pojedinih naboja, a skalar je distanca između dva naboja.
Sila spaja dva naboja kroz dužinu. Ako su naboji isto-imeni, elektrostatička sila između njih čini da se odbijaju; ako su razno-imeni, sila između njih čini da se privlače.
Coulombov zakon se može koristiti za izvođenje Gaussovog zakona, i obratno. U slučaju jednog tačkastog naboja u mirovanju, dva zakona su ekvivalentna, izražavajući isti fizički zakon na različite načine. Zakon je opsežno testiran, a zapažanja su potvrdila zakon na skali od 10−16 m do 108 m.
Historija Drevne kulture širom Mediterana znale su da se određeni predmeti, kao što su štapići od ćilibara, mogu protrljati mačjim krznom kako bi privukli lake predmete poput perja i komadića papira. Tales iz Mileta napravio je prvi zabilježeni opis statičkog elektriciteta oko 600. prije Krista, kada je primijetio da trenje može učiniti da komad ćilibara privuče male predmete.
Skalarni oblik Kulonov zakon može se izraziti kao jednostavan matematički izraz. Skalarni oblik daje veličinu vektora elektrostatičke sile između dva tačkasta naboja i , ali ne i njegov smjer. Ako je udaljenost između naboja, veličina sile jegdje je električna konstanta. Ako je proizvod pozitivan, sila između dva naboja je odbojna; ako je proizvod negativan, sila između njih je privlačna.
Vektorski oblik desno|mini|350x350piksel|Na slici, vektor je sila koju doživljava , a vektor je sila koju doživljava . Kada su >0 sile su odbojne (kao na slici), a kada su <0 sile su privlačne (suprotno od slike). Veličina sila će uvijek biti jednaka. Kulonov zakon u vektorskom obliku kaže da je elektrostatička sila osjetio naboj, na poziciji , u blizini drugog naboja, na poziciji , u vakuumu je jednako:gdje je vektorska razdaljina između dva naboja, jedinični vektor pokazuje iz u i , električna konstanta. Ovdje, se koristi kao vektorska notacija.
Vektorski oblik Kulonovog zakona je jednostavno skalarna definicija zakona sa smjerom zadanim jediničnim vektorom , paralelno sa linijom od naboja do naboja . Ako oba naboja imaju isti predznak (kao naboji) onda je proizvod je pozitivan i smjer sile na je dato od ; naboji se odbijaju. Ako naboji imaju suprotne predznake onda je proizvod negativan i smjer sile na je ; naboji se privlače.
Elektrostatička sila koja doživljava naboj , prema trećem Newtonovom zakonu, iznosi
Kulonova konstanta Coulomb konstanta je faktor proporcionalnosti koji se pojavljuje u Kulonovom zakonu i povezanim formulama. Označeno , naziva se i konstanta električne sile ili elektrostatička konstanta , otuda i indeks 'e'. Kada je elektromagnetna teorija izražena u Međunarodnom sistemu jedinica, sila se mjeri u njutnima, naboj u kulonima i udaljenost u metrima. Kulonova konstanta je data sa . Konstanta je električna permitivnost vakuuma (također poznata kao električna konstanta). Ne treba ga miješati sa , što je bezdimenzionalna relativna permitivnost materijala u koji su naboji uronjeni, ili sa njihovim proizvodom , koji se naziva "apsolutna permitivnost materijala" i još uvijek se koristi u elektrotehnici.
Od redefiniranja osnovnih jedinica SI 2019, The day is the 144th anniversary of the Metre Convention. Kulonova konstanta, izračunata iz preporučenih vrijednosti 2018, je:Derived from –
Također pogledajte
Električni naboj Električna struja
Reference
Kategorija:Elektromagnetizam Kategorija:Naučni zakoni Kategorija:Elektrostatika Kategorija:Eponimni zakoni u fizici Kategorija:Sila