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.
+
t+
(в последнем выражении сокращаем 10 и 2, минус ставим, потому что тело падает против направления системы отсчёта). Когда тело упадёт, его координата х будет = 0. Таким образом, ..
Отсюда выразим V₂:
Работа при расширении воздуха равна:
A=p*(V₂ -V₁)=p(V₁T₂/T₁-V₁)=pV₁(T₂/T₁-1)
A=100000*70*(296/280-1)=7000000*(1.06-1)=7000000*0.06=420000 Дж