Kulonov zakon

Zdravko Mutin

Naelektrisanje

Primećeno je da neke čestice međusobno deluju privlačnim i odbojnim silama, koje nisu mogle biti objašnjene zakonima mehanike. Uvedena je pretpostavka da te čestice poseduju specifičnu osobinu, koja omogućuje takvo delovanje. Ova osobina je nazvana naelektrisanje. Utvrđeno je da postoje dve vrste naelektrisanja: “pozitivno (+)” i “negativno (-)”. Iako postoji više čestica koje poseduju osobinu naelektrisanja, dve od njih, koje su konstituenti atoma, igraju za nas najvažniju ulogu: proton (+) i elektron (-). 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 …) 
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.

Leave a Reply