Закон Кулона количественно описывает взаимодействие заряженных тел. Он является фундаментальным законом, то есть установлен при эксперимента и не следует ни из какого другого закона природы. Он сформулирован для неподвижных точечных зарядов в вакууме. В реальности точечных зарядов не существует, но такими можно считать заряды, размеры которых значительно меньше расстояния между ними. Сила взаимодействия в воздухе почти не отличается от силы взаимодействия в вакууме (она слабее менее чем на одну тысячную).
Электрический заряд – это физическая величина, характеризующая свойство частиц или тел вступать в электромагнитные силовые взаимодействия.
Впервые закон взаимодействия неподвижных зарядов был открыт французским физиком Ш. Кулоном в 1785 г. В опытах Кулона измерялось взаимодействие между шариками, размеры которых много меньше расстояния между ними. Такие заряженные тела принято называть точечными зарядами.
На основании многочисленных опытов Кулон установил следующий закон:
Сила взаимодействия двух неподвижных точечных электрических зарядов в вакууме прямо пропорциональна произведению их модулей и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Она направлена вдоль прямой, соединяющей заряды, и является силой притяжения, если заряды разноименные, и силой отталкивания, если заряды одноименные.
Если обозначить модули зарядов через |q1| и |q2|, то закон Кулона можно записать в следующей форме:
F=k⋅
|q1|⋅|q2|
r2
Коэффициент пропорциональности k в законе Кулона зависит от выбора системы единиц.
2. Время движения по горизонтали в 2 раза большее за время подъема тела на максимальную высоту.
3. В самой высокой точке траектории движение тела (вершина параболы) вертикальная составляющая скорости равна нулю.
4. Максимальная дальность полета, без учета сопротивления движения, при данной начальной скорости достигается при угле бросания α = 45º.
v = v0+gt.
OX: vx = v0x, или vx = v0 cos α.
OY: vy = v0y+gyt.
Так как v0y = v0 sin α, gy = -g, тогда
vy = v0 sin α – gt,
x0 = 0, y0 = 0.
x = v0 cos α t,
y = v0 sin α t – gt2/2.
Максимальное значение x = OC есть дальность полета L тела.
Значит, L = v0 cos α t.
Найдем α, при которой L максимальна.
При этом y = 0.
Тогда 0 = v0 sin α t – gt2/2, или t = 2v0 sin α /g.
L = 2v02 cos α sin α / g.
Известно, что 2 cos α sin α = sin 2α, тогда L = v02 sin 2α/g.