Какво представляват електростатичните сили?

Има няколко вида войски които са свързани с науката. Физиците се занимават с четирите основни сили: гравитационна сила, слаба ядрена сила, силна ядрена сила и електромагнитна сила. Електростатичната сила е свързана с електромагнитната сила.

Електростатичните сили са привлекателни или отблъскващи войски между частици, които са причинени от техните електрически заряди. Тази сила се нарича още кулоновската сила или кулоновското взаимодействие и е наречена така за френския физик Шарл-Августин де Кулом, който описва силата през 1785г.

Електростатичната сила действа на разстояние около една десета от диаметъра на атомно ядро ​​или 10^-16 м. Както обвиненията се отблъскват една друга, докато за разлика от таксите привличат една друга. Например, два положително заредени протона се отблъскват един друг, както правят два катиона, два отрицателно заредени електрона или два аниона. Протоните и електроните са привлечени един от друг и това са катиони и аниони.

Докато протоните и електроните са привлечени от електростатични сили, протоните не оставят ядрото да се съберат с електрони, защото са свързани един към друг и към неутроните от силна ядрена сила. Силната ядрена сила е много по-мощна от електромагнитната сила, но действа на много по-кратко разстояние.

В известен смисъл протоните и електроните се допират до атом, защото електроните имат свойства както на частици, така и на вълни. Дължината на вълната на един електрон е сравнима по размер с атом, така че електроните не могат да се доближат, отколкото са.

Силата или силата на привличане или отблъскване между две заредени тела могат да бъдат изчислени с помощта на Закон на Кулом:

F = kq₁р₂/ г²

Тук F е силата, k е коефициент на пропорционалност, q₁ и q₂ са двата електрически заряда, а r е разстоянието между центровете на двете обвинения. В сантиметровата грамо-втора система от единици k е зададена на 1 във вакуум. В системата на мерните килограми секунди (SI) k във вакуум е 8,98 × 109 нютон квадратен метър на квадратен кулон. Докато протоните и йони имат измерими размери, законът на Coulomb ги третира като точкови заряди.

Важно е да се отбележи, че силата между два заряда е пряко пропорционална на величината на всеки заряд и обратно пропорционална на квадрата на разстоянието между тях.

Можете да настроите много прост експеримент, за да проверите закона на Coulomb. Окачете две малки топки със същата маса и заредете от низ с нищожна маса. На топките ще действат три сили: теглото (mg), напрежението върху струната (T) и електрическата сила (F). Тъй като топките носят един и същ заряд, те ще се отблъскват взаимно. При равновесие:

T sin θ = F и T cos θ = mg

Ако законът на Кулом е правилен:

F = mg тен θ

Законът на Кулом е изключително важен за химия и физиката, защото описва силата между части на атом и между атома, йони, молекули и части от молекули. С увеличаването на разстоянието между заредените частици или йони, силата на привличане или отблъскване между тях намалява и образуването на а йонна връзка става по-малко благоприятен. Когато заредените частици се приближат една до друга, енергията се увеличава и йонното свързване е по-благоприятно.

Ключови заемания: Електростатична сила

• Кулом, Чарлз Августин (1788) [1785]. "Premier mémoire sur l'électricité et le magnétisme. "Histoire de l'Académie Royale des Sciences. Imprimerie Royale. стр. 569–577.
• Стюарт, Джоузеф (2001). "Междинна електромагнитна теория." Световна научна. стр. 50. ISBN 978-981-02-4471-2
• Типлер, Пол А.; Моска, Джийн (2008). "Физика за учени и инженери." (6-то издание) Ню Йорк: W. H. Фрийман и компания. ISBN 978-0-7167-8964-2.
• Йънг, Хю Д.; Фрийдман, Роджър А. (2010). "Университетската физика на Сиърс и Земански: Съвременна физика." (13-то издание) Аддисън-Уесли (Pearson). ISBN 978-0-321-69686-1.