Coulomb kanunu nedir ve nasıl hesaplanır? Coulomb kuvveti özellikleri ve formülü
Güncelleme Tarihi:
Fizik alanında Coulomb yasası, hareketsiz olan iki yük arasında hareket eden elektrik kuvvetini hesaplamak amacı ile kullanılır. Bu yasadan, elektrik yüklerine ve elektrik yüklerinin aralarındaki mesafeye göre iki parçacık arasında bulunan elektrostatik çekim ya da itme kuvvetinin ne olacağı tahmin edilebilir. Coulomb kanunu nedir ve nasıl hesaplanır? İşte, merak edilen tüm detaylar.
Coulomb yasası, ismini elektrostatiğin temelini oluşturan ve 1875 yılında bu yasayı yürürlüğe koyan Fransız fizikçi Charles - Augustin de Coulomb'dan alır.
Coulomb Kanunu Nedir ve Nasıl Hesaplanır?
Elektrik yüklü iki gövde yerleştirilirse birbirlerine yakın olan bölgelerde vücutların yükünün özelliğine bağlı olarak, üzerlerine etki eden bir çekim ya da itme kuvveti bulunur. Elektrik yüklü iki cisim arasında hareket eden kuvvet formülünü ilk defa Charles - Augustin de Coulomb bulmuştur. Yakında bulunan şarjlı nesnelere etki eden kuvvetin değerini belirlemek için oluşturduğu bu formül ise Coulomb yasası ismi ile bilinir.
Dinlenme sırasında iki nokta yükün etkileşime geçtiği elektrik kuvvetlerinin her birinin büyüklüğü, her iki yükün de büyüklüğü ile doğru orantılıdır. Aynı zamanda bunları birbirinden ayıran mesafenin karesi ile de ters orantılıdır. Ayrıca onları birleştiren hattın da yönüne sahiptir. Eğer suçlamalar da aynı işarete sahipse itme, ondan ters bir işarete sahipse de çekicidir.
Coulomb Kuvveti Özellikleri ve Formülü
Coulomb kuvvetinin özellikleri;
F = Newton'da (N) elektrik çekim gücü ya da itme kuvvetidir. Eşit yükler itilir ve zıt yükler ise birbirini çeker. k = Coulomb sabiti ya da oransallık sabitidir . Kuvvet, hava, su, vakum, yağ gibi ortamın elektriksel geçirgenliğine (ε) göre değişiklik gösterir. q = Coulomb (C) cinsinden ölçülen elektrik yüklerinin değeridir. r = yükleri ayıran ve metre (m) cinsinden ölçülen bir mesafedir.
Vakumun elektriksel geçirgenliğinin sabit olduğu ve en sık kullanılanlardan birisi olduğu için dikkat edilmesi gerekir. Bu durum ise, aşağıdaki gibi hesaplanır: ε 0 = 8,8541878176x10 -12 ° C 2 / (N · m 2 ). Fakat burada malzemenin geçirgenliğini dikkate almak çok önemlidir.
Uluslararası Ölçüm Sistemindeki Coulomb sabitinin değeri ise:
Coulomb yasası sadece aynı anda iki nokta yükü arasında bulunan etkileşimi dikkate alır. Etrafında bulunan yükleri dikkate almadan sadece q 1 ve q 2 arasında bulunan kuvveti belirler.
Coulomb, başlangıç ve bükülme pozisyonuna dönme kabiliyetine sahip olan bir fibere asılan bir çubuktan meydana gelen bir çalışma aleti olarak burulma dengesini geliştirerek elektrostatik kuvvetin çeşitli özelliklerini belirliyor.
Coulomb, çekim kuvvetini ölçmek ya da çubuk döndüğü zaman onları itmek için farklı mesafelere birkaç adet yüklü küre yerleştirerek çubuk üzerinde yer alan bir noktaya uygulanan kuvveti ölçebilir.
Elektrik yükü maddenin farklı bir özelliğidir. Aynı zamanda elektrikle ilgili diğer olayların da nedenidir.
Elektrostatik, vücutta ortaya çıkan etkileri dengedeki elektrik yüklerine göre inceleyen bir fizik dalıdır.
Elektrik kuvveti (F) toplanan yüklerle doğru orantılıdır. Aralarında bulunan mesafe ile de ters orantılıdır. Bu kuvvet, yükler arasında radyal şeklinde etki eder. Yani yükler arasında bulunan bir çizgi, nedeni ile iki yük arasında bulunan radyal bir vektördür.
Bu nedenle de, aynı işaretin iki yükü pozitif bir kuvveti ortaya çıkarır. Örneğin: - ∙ - = + ya da + ∙ + = +. Diğer yandan, iki zıt işaret yükü ise, negatif bir kuvveti meydana getirir. Örneğin: - ∙ + = - ya da + ∙ - = -. olur.
Aynı işareti olan iki yük birbirlerini iter (+ + / - -), ama farklı işaretli iki yük ise, birbirini çeker (+ - / - +).