Kas ir Kulona likums?

Kulona likums fizikā apraksta divu lādētu daļiņu mijiedarbību. Tajā teikts, ka spēks starp daļiņām ir atkarīgs no atsevišķu lādiņu lieluma un attāluma starp tiem kvadrātā. Pastāv divas likuma formas, kas pazīstamas kā skalārā un vektora formas, atkarībā no tā, vai ir nepieciešams tikai spēka lielums vai gan spēka lielums, gan virziens.

Kulona likums ir viens no slavenākajiem vienādojumiem elektrostatikā, kas ir pētījums par to, kā elektriski lādētas daļiņas mijiedarbojas viena ar otru. Sākotnēji to 1783. gadā atklāja franču zinātnieks Šarls Augustins de Kulons. Bez šī atklājuma zinātniskā izpratne par elektriskajiem un magnētiskajiem laukiem būtu bijusi daudz grūtāka.

Kulona likuma pamatforma vārdos nosaka, ka spēks starp divām daļiņām ar elektrisko lādiņu ir proporcionāls divu lādiņu reizinājumam, kas dalīts ar attāluma kvadrātu. Tas nozīmē, ka daļiņas ar lielāku lādiņu iedarbojas viena uz otru lielāku spēku nekā tās, kurām ir vājāks lādiņš. Ir svarīgi atzīmēt, ka, lai atrastu absolūto spēka vērtību starp daļiņām, ir nepieciešama konstante, kas pazīstama kā “Kulona konstante”.

Kulona likumā spēks ir apgriezti proporcionāls attālumam kvadrātā, nevis tikai pašam attālumam. Ja daudzums ir apgriezti proporcionāls citam, tas nozīmē, ka viena lielums samazinās, palielinoties otram. Tas nozīmē, ka, ja attālums starp divām daļiņām dubultojas, spēks starp tām ir četras reizes mazāks, nevis tikai divas reizes. Iemesls ir tāds, ka vienas daļiņas elektriskais lauks izkliedējas sfēras formā, kas nozīmē, jo tālāk no daļiņas, jo atšķaidītāks spēks.

Vēl viens svarīgs faktors, kas jāņem vērā Kulona likumā, ir tas, ka, ja to izmanto vektora formā, kas nozīmē, ka tiek iekļauts gan spēka lielums, gan virziens, to var izmantot gan ar pozitīvām, gan negatīvām daļiņām. Rezultātā divi viena veida lādiņi viens otru atgrūž, bet pretējā tipa lādiņi piesaista. Fiziķi aprēķinos parasti izmanto Kulona likuma vektorformu, jo tā sniedz vairāk informācijas par spēku uz katru daļiņu.

Noderīgs Kulona likuma aspekts ir tas, ka to var viegli piemērot vairāk nekā divām daļiņām. To sauc par superpozīcijas likumu, kas nosaka, ka kopējais spēks uz jebkuru daļiņu ir atsevišķo spēku summa. Lai šādā veidā pievienotu spēkus, ir nepieciešama Kulona likuma vektora forma.