Elektrostatik Kuvvetler Nelerdir?

Birkaç çeşit vardır güçler bilim ile ilgili. Fizikçiler dört temel kuvvetle ilgilenir: yerçekimi kuvveti, zayıf nükleer kuvvet, güçlü nükleer kuvvet ve elektromanyetik kuvvet. Elektrostatik kuvvet, elektromanyetik kuvvetle ilişkilidir.

Elektrostatik kuvvetler çekici veya iticidir güçler elektrik yüklerinden kaynaklanan parçacıklar arasında. Bu kuvvet Coulomb kuvveti veya Coulomb etkileşimi olarak da adlandırılır ve 1785'te gücü tanımlayan Fransız fizikçi Charles-Augustin de Coulomb için adlandırılmıştır.

Elektrostatik kuvvet, bir atom çekirdeğinin çapının yaklaşık onda biri veya 10^-16 m. Yükler gibi birbirini iter, yüklerin aksine birbirini çeker. Örneğin, iki pozitif yüklü proton, iki katyon, iki negatif yüklü elektron veya iki anyon gibi birbirini iter. Protonlar ve elektronlar birbirine çekilir ve katyon ve anyonlar da çekilir.

Protonlar ve elektronlar elektrostatik kuvvetler tarafından çekilirken, protonlar elektronlarla bir araya gelmek için çekirdeği terk etmez, çünkü birbirlerine ve nötronlara bağlanırlar.

Bir anlamda, protonlar ve elektronlar bir atomda temas eder, çünkü elektronlar hem parçacıkların hem de dalgaların özelliklerine sahiptir. Bir elektronun dalga boyu bir atomla karşılaştırılabilir, bu nedenle elektronlar zaten olduğundan daha yakın olamaz.

İki yüklü cisim arasındaki çekimin veya itmenin gücü veya kuvveti kullanılarak hesaplanabilir. Coulomb yasası:

F = kq₁q₂/ r²

Burada F kuvvet, k orantısallık faktörü, q₁ ve q₂ iki elektrik yüküdür ve r, iki merkezin merkezi arasındaki mesafedir. ücretleri. Santimetre-gram-saniye birim sisteminde, k vakumda 1'e eşit olarak ayarlanmıştır. Metre-kilogram-saniye (SI) birim sisteminde, vakumda k kare coulomb başına 8.98 × 109 newton metrekaredir. Protonlar ve iyonlar ölçülebilir boyutlara sahipken, Coulomb yasası bunları nokta yükleri olarak kabul eder.

İki yük arasındaki kuvvetin, her bir yükün büyüklüğü ile doğru orantılı ve aralarındaki mesafenin karesiyle ters orantılı olduğunu belirtmek önemlidir.

Coulomb yasasını doğrulamak için çok basit bir deney yapabilirsiniz. Aynı kütleye sahip iki küçük topu asın ve bir miktar ihmal edilebilir kütleden şarj edin. Toplar üzerinde üç kuvvet etki edecektir: ağırlık (mg), ip üzerindeki gerilim (T) ve elektrik kuvveti (F). Toplar aynı yükü taşıdığından birbirlerini iterler. Dengede:

T sin θ = F ve T cos θ = mg

Coulomb yasası doğruysa:

F = mg tan θ

Coulomb yasası son derece önemlidir kimya ve fizik, çünkü bir atomun parçaları arasındaki ve atomları, iyonlar, moleküller ve moleküllerin parçaları. Yüklü parçacıklar veya iyonlar arasındaki mesafe arttıkça, aralarındaki çekim veya itme kuvveti azalır ve bir iyonik bağ daha az elverişli hale gelir. Yüklü parçacıklar birbirine yaklaştığında, enerji artar ve iyonik bağlanma daha uygundur.

Önemli Çıkarımlar: Elektrostatik Kuvvet

• Coulomb, Charles Augustin (1788) [1785]. "Premier Mémoire sur l'électricité et le magnétisme"Histoire de l’Académie Royale des Sciences. Imprimerie Royale. s. 569–577.
• Stewart, Joseph (2001). "Ara Elektromanyetik Teori." Dünya Bilimsel. s. 50. ISBN 978-981-02-4471-2
• Tipler, Paul A.; Mosca, Gene (2008). "Bilim Adamları ve Mühendisler için Fizik." (6. baskı) New York: W. H. Freeman ve Şirket. ISBN 978-0-7167-8964-2.
• Young, Hugh D..; Freedman, Roger A. (2010). "Sears ve Zemansky Üniversitesi Fizik: Modern Fizik ile." (13. baskı) Addison-Wesley (Pearson). ISBN 978-0-321-69686-1.