Coulomb Yasası Nedir? Formülü Hesaplaması Özellikleri ve Örnekler

Coulomb Yasası nedir? Coulomb Yasası formülü, hesaplanması. Noktasal iki yük arasında elektriksel kuvvet konu anlatımı, örnekler.

Coulomb Yasası

Coulomb yasası, iki yük arasındaki kuvvetin her iki yük üzerindeki yük miktarı ile orantılı ve aralarındaki mesafenin karesiyle ters orantılı olduğunu belirten fiziksel bir yasadır. Yasa, Coulomb’un ters kare yasası olarak da bilinir.

Coulomb Yasası

Coulomb Yasası Denklemi

Coulomb yasası formülü, sabit yüklü parçacıkların birbirini çektiği veya ittiği gücü ifade etmek için kullanılır. Yükler birbirini çekiyorsa (zıt işaretler varsa) kuvvet çekici, yükler işaretlere sahipse iticidir.

Coulomb yasasının skaler formu:

$\displaystyle F=k{{Q}_{1}}{{Q}_{2}}/{{r}^{2}}$

veya

$\displaystyle F\alpha k{{Q}_{1}}{{Q}_{2}}/{{r}^{2}}$
k = Coulomb sabiti $\displaystyle \left( {9,0X{{{10}}^{9}}N{{m}^{2}}{{C}^{{-2}}}} \right)$
F = yükler arasındaki kuvvet
Q1 ve Q2 = şarj miktarı
r = iki yük arasındaki mesafe

İki yük arasındaki kuvvetin hem büyüklüğünü hem de yönünü belirtmek için kullanılabilen denklemin bir vektör formu da mevcuttur. Coulomb yasasını kullanmak için yerine getirilmesi gereken üç gereklilik vardır:

Yükler birbirlerine göre sabit olmalıdır.
Yükler örtüşmemelidir.
Yükler ya nokta yükleri ya da başka şekilde küresel olarak simetrik olmalıdır.

Noktasal iki yük arasında elektriksel kuvvet: coulomb yasası

coulomb-yasasi-1

Noktasal iki yük arasındaki etkileşim kuvveti F elektrik için F_e ∝ q₁, F_e ∝ q₂, F_e ∝ (1 /d²) olduğu deneylerle bulunmuştur, (∝: orantı işaretidir) toparlarsak

$\displaystyle {{F}_{e}}=k.\left( {{q}_{1}}x{{q}_{2}} \right)/{{d}^{2}}$

Bu yasaya Coulomb (Kulon) Yasası denir.

NOKTASAL yük derken, yüklü cisimlerin boyutları, aradaki d uzaklığının yanında çok küçük olan düzenlemelerden sözedilmektedir. d küçük olursa indüksiyon yükleri nedeniyle, net elektrik kuvvet, coulomb yasasını anlatan formüle uymaz.

k: Coulomb değişmezi ise, yüklerin arasındaki ortama bağlıdır.
Boşluk (çok yaklaşık olarak hava) için SI birim sisteminde
$\displaystyle k\cong {{9.10}^{9}}\frac{N.{{m}^{2}}}{{{C}^{2}}}$

Coulomb-yasası ile kuvvetin büyüklüğü belirlenir. Kuvvet, cisimlerin merkezlerini birleştiren doğrultudadır. Yön ise yüklerin işaretine göre değişir:

a) q₁, q₂ aynı tür yüklü iseler birbirlerini iteceklerinden

$\displaystyle {{\overset{\to }{\mathop{F}}\,}_{1,2}}=-{{\overset{\to }{\mathop{F}}\,}_{2,1}}$ olur.

kureler-arasinda-elektrik-dagilimi-2

b) q₁, q₂ karşıt tür yüklü iseler çekim kuvvetleri

$\displaystyle {{\overset{\to }{\mathop{F}}\,}_{1,2}}=-{{\overset{\to }{\mathop{F}}\,}_{2,1}}$ olur.

kureler-arasinda-elektrik-dagilimi-3

Tarihçe

Eski insanlar bazı nesnelerin birbirini çekebileceğini veya itebileceğini biliyordu. O zaman, elektriğin ve manyetizmanın doğası anlaşılmadı, bu nedenle kehribar bir çubuk ve kürk arasındaki çekiciliğe karşı manyetik çekim / itmenin arkasındaki temel prensibin aynı olduğu düşünülüyordu. 18. yüzyıldaki bilim adamları, çekim veya itme gücünün iki nesne arasındaki mesafeye bağlı olarak azaldığından şüphelendi. Coulomb yasası 1785 yılında Fransız fizikçi Charles-Augustin de Coulomb tarafından yayınlandı. Gauss yasasını çıkarmak için kullanılabilir. Yasanın Newton’un ters kare çekim yasasına benzediği düşünülmektedir.