Kas yra Kulono dėsnis?

Kulono dėsnis fizikoje apibūdina dviejų įkrautų dalelių sąveiką. Jame teigiama, kad jėga tarp dalelių priklauso nuo atskirų krūvių dydžio ir atstumo tarp jų kvadrato. Yra dvi dėsnio formos, žinomos kaip skaliarinė ir vektorinė, atsižvelgiant į tai, ar reikalingas tik jėgos dydis, ar jėgos dydis ir kryptis.

Kulono dėsnis yra viena iš žinomiausių elektrostatikos lygčių, tiriančios, kaip elektriškai įkrautos dalelės sąveikauja viena su kita. Iš pradžių 1783 m. jį atrado prancūzų mokslininkas Charlesas Augustinas de Coulombas. Be šio atradimo moksliškai suprasti elektrinius ir magnetinius laukus būtų buvę daug sunkiau.

Pagrindinė Kulono dėsnio forma, žodžiais tariant, teigia, kad jėga tarp dviejų dalelių, turinčių elektros krūvį, yra proporcinga dviejų krūvių padauginimui iš atstumo kvadrato. Tai reiškia, kad dalelės, turinčios didesnį krūvį, viena kitą veikia didesnę jėgą nei tos, kurių krūvis yra silpnesnis. Svarbu pažymėti, kad norint rasti absoliučią jėgos tarp dalelių vertę, reikalinga konstanta, vadinama Kulono konstanta.

Pagal Kulono dėsnį jėga yra atvirkščiai proporcinga atstumui kvadratu, o ne tik pačiam atstumui. Jei dydis yra atvirkščiai proporcingas kitam, tai reiškia, kad vieno dydis mažėja, kai didėja kitas. Tai reiškia, kad jei atstumas tarp dviejų dalelių padvigubėja, jėga tarp jų yra keturis kartus mažesnė, o ne tik du kartus. Priežastis ta, kad vienos dalelės elektrinis laukas pasklinda sferos pavidalu, o tai reiškia, kad kuo toliau nuo dalelės, tuo labiau atskiesta jėga.

Kitas svarbus Kulono dėsnio veiksnys yra tas, kad jei jis naudojamas vektorine forma, o tai reiškia, kad įtraukiamas ir jėgos dydis, ir kryptis, jis gali būti naudojamas tiek su teigiamomis, tiek su neigiamomis dalelėmis. Rezultatas yra toks, kad du to paties tipo krūviai vienas kitą atstumia, o priešingo tipo krūviai traukia. Fizikai skaičiavimuose dažniausiai naudoja Kulono dėsnio vektorinę formą, nes ji suteikia daugiau informacijos apie kiekvienos dalelės jėgą.

Naudingas Kulono dėsnio aspektas yra tai, kad jį galima lengvai pritaikyti daugiau nei dviem dalelėms. Tai žinoma kaip superpozicijos dėsnis, kuris teigia, kad bendra jėga bet kuriai dalelei yra atskirų jėgų suma. Norint tokiu būdu pridėti jėgas, reikalinga Kulono dėsnio vektorinė forma.