Kulonova sila deluje između naelektrisanih čestica i direktno je proporcionalna njihovim količinama naelektrisanja, a obrnuto srazmerna kvadratu njihove međusobne udaljenosti.
Naelektrisanje
Video čas
Zašto je lepljiva traka lepljiva? Zašto se pri klizanju javlja sila trenja? Zašto se prilikom sudara, kuglice odbiju jedna od druge? …
Još je Isak Njutn pretpostavio da postoji neka univerzalna sila kojom čestice međusobno deluju, tako što se privlače ili odbijaju i da je ta sila uzročnik svih pomenutih delovanja. Ali na njegovu žalost, atom tada još nije bio otkriven, kao ni čestice koje ga čine, protoni i elektroni (i naravno neutroni). Međutim, Njutn je čvrsto verovao u njegovo postojanje.
Mi danas znamo da postoje čestice koje mogu da deluju takvim silama. Za njih kažemo da su naelektrisane.
Naelektrisanje je osobina nekih čestica, koja im omogućuje da međusobno deluju privlačnim ili odbojnim silama.
Količina naelektrisanja koju nosi jedna čestica naziva se elementarno naelektrisanje i obeležava se e. Tako je proton naelektrisan +e dok je elektron naelektrisan -e. Količina naelektrisanja koju nose proton i elektron je ista, ali je kvalitet tog naelektrisanja suprotan, za elektron je to “-“ naelektrisanje dok je za proton “+” naelektrisanje. Količina naelektrisanja koju može da ponese neko telo obeležava se sa q, dok je merna jedinica “Kulon” [C].
Telo je naelektrisano ako su količine pozitivnih i negativnih elementarnih naelektrisanja (protona i elektrona) različite. Za telo koje sadrži isti broj protona i elektrona kažemo da je elektroneutralno. Kako se količina naelektrisanja tela menja u koracima od e, telo može biti isključivo naelektrisano celobrojnim umnoškom elementarnih naelektrisanja:
$ q^{-}=n\cdot e^{-}$
$q^{+} =n\cdot e^{+} $
gde je n ceo broj.
Kulonov zakon
Silu kojom međusobno deluju dva naelektrisanja opisao je francuski fizičar Kulon (Charles-Augustin de Coulomb) 1785. godine.
Intenzitet sile između dva naelektrisanja direktno je srazmeran količini njihovih naelektrisanja, a obrnuto srazmeran kvadratu njihove udaljenosti.
$$ F_{c} =k\frac{q_{1}\cdot q_{2} }{r^{2} } $$
k je konstanta proporcionalnosti koja zavisi od karakteristika sredine (vakuum, vazduh, voda …) i za vakuum iznosi $k=9\cdot 10^{9} N\frac{m^{2} }{C^{2} }$.
Kulonov zakon ima sličnu formu kao i Njutnov zakon gravitacije, ali uz jednu izuzetnu razliku: Gravitaciona sila je uvek privlačna, dok elektrostatička sila može biti i privlačna i odbojna (zavisi od znaka naelektrisanja). Gravitaciona sila uvek raste sa porastom mase tela, dok Kulonova sila raste samo ako se povećava razlika u broju pozitivnih i negativnih naelektrisanja. Otuda u svetu tela velikih masa (zvezde, planete, komete …) caruje gravitaciona sila. Iako je Kulonova sila, kojom međusobno deluju dve naelektrisane čestice neuporedivo veća od njihovog gravitacionog privlačenja, sa povećanjem mase tela kompenzuju se privlačne i odbojne Kulonove sile, te počinje da dominira gravitaciona sila.