Номер 11.9, страница 58 - гдз по физике 8 класс задачник Генденштейн, Кирик

Электромагнитные явления. 11. Закон сохранения электрического заряда. Закон Кулона - номер 11.9, страница 58.

Условие.

11.9. Какие закономерности взаимодействия заряженных тел установил Кулон?

Решение.

Французский физик Шарль Огюстен де Кулон в 1785 году, используя крутильные весы, экспериментально установил количественный закон взаимодействия неподвижных точечных электрических зарядов. Этот закон, названный законом Кулона, описывает следующие закономерности:

1. Зависимость от величины зарядов. Сила взаимодействия (притяжения или отталкивания) двух точечных зарядов прямо пропорциональна произведению модулей этих зарядов. Если величины зарядов равны $q_1$ и $q_2$, то сила $\text{F}$ пропорциональна их произведению: $F \propto |q_1 \cdot q_2|$.

2. Зависимость от расстояния. Сила взаимодействия обратно пропорциональна квадрату расстояния $\text{r}$ между зарядами. Это означает, что $F \propto \frac{1}{r^2}$. Например, если увеличить расстояние между зарядами в 2 раза, то сила взаимодействия уменьшится в 4 раза.

3. Направление силы. Силы взаимодействия направлены вдоль прямой, соединяющей центры зарядов. Эти силы являются центральными.

4. Характер взаимодействия. Взаимодействие может быть как притяжением, так и отталкиванием. Одноименные заряды (оба положительные или оба отрицательные) отталкиваются друг от друга, а разноименные (один положительный, другой отрицательный) — притягиваются.

5. Влияние среды. Сила взаимодействия между зарядами зависит от среды, в которой они находятся. В вакууме эта сила максимальна. В любой другой диэлектрической среде сила взаимодействия ослабевает.

Все эти закономерности были объединены в единую математическую формулу, известную как закон Кулона:
$F = k \frac{|q_1 q_2|}{r^2}$
где $\text{F}$ — модуль силы взаимодействия, $q_1$ и $q_2$ — величины зарядов, $\text{r}$ — расстояние между ними, а $\text{k}$ — коэффициент пропорциональности, который в Международной системе единиц (СИ) для вакуума равен $k \approx 9 \cdot 10^9 \frac{\text{Н} \cdot \text{м}^2}{\text{Кл}^2}$.

Ответ: Шарль Кулон установил, что сила взаимодействия двух неподвижных точечных зарядов прямо пропорциональна произведению модулей зарядов, обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними и направлена вдоль прямой, их соединяющей. Он также подтвердил, что одноименные заряды отталкиваются, разноименные притягиваются, а сила взаимодействия зависит от среды.