Co je Coulombův zákon?
Coulombův zákon ve fyzice popisuje interakci dvou nabitých částic. Uvádí, že síla mezi částicemi závisí na velikosti jednotlivých nábojů a na čtverci vzdálenosti mezi nimi. Existují dvě formy zákona, známé jako skalární a vektorové formy, v závislosti na tom, zda je požadována pouze velikost síly nebo velikost a směr síly.
Coulombův zákon je jednou z nejznámějších rovnic v elektrostatice, což je studium toho, jak elektricky nabité částice vzájemně reagují. Původně ji objevil francouzský vědec Charles Augustin de Coulomb v roce 1783. Bez tohoto objevu by bylo vědecké porozumění elektrickým a magnetickým polím mnohem obtížnější.
Základní forma Coulombova zákona, slovy, říká, že síla mezi dvěma částicemi s elektrickým nábojem je úměrná násobení těchto dvou nábojů děleno druhou mocninou vzdálenosti. To znamená, že částice s větším nábojem vyvíjejí na sebe větší sílu než částice se slabším nábojem. Je důležité si uvědomit, že pro nalezení absolutní hodnoty síly mezi částicemi je nutná konstanta známá jako „Coulombova konstanta“.
Podle Coulombova zákona je síla nepřímo úměrná vzdálenosti na druhou, ne jen samotné vzdálenosti. Pokud je množství nepřímo úměrné jinému, znamená to, že se velikost jednoho s rostoucím druhým zmenšuje. To znamená, že pokud se vzdálenost mezi dvěma částicemi zdvojnásobí, je síla mezi nimi čtyřikrát menší než jen dvakrát. Důvodem je to, že elektrické pole z jedné částice se rozprostírá ve tvaru koule, což znamená, že čím dále od částice, tím více zředí síla.
Dalším důležitým faktorem, který je třeba zohlednit v Coulombově zákonu, je to, že pokud je použit ve své vektorové formě, což znamená, že je zahrnuta jak velikost síly, tak směr, může být použit s pozitivními i negativními částicemi. Výsledkem je, že se dva náboje stejného typu navzájem odpuzují, zatímco poplatky opačného typu přitahují. Fyzici obvykle používají ve výpočtech vektorovou formu Coulombova zákona, protože poskytuje více informací o síle na každou částici.
Užitečným aspektem Coulombova zákona je to, že jej lze snadno aplikovat na více než dvě částice. Toto je známé jako zákon superpozice, který říká, že celková síla na kteroukoli částici je součet jednotlivých sil. Přidání sil tímto způsobem vyžaduje vektorovou formu Coulombova zákona.