Электродинамика
Электростатика

Электрический заряд. Закон Кулона

Мякишев «Физика 10», электростатика
◆

Что нужно помнить из 7–9 класса

база 7–9 класса
Зарядов два знака, одноимённые отталкиваются. Электризация трением только переносит электроны: тела получают равные противоположные заряды.
Короткое напоминание3

Электроскоп показывает модуль заряда, а знак не различает.

Два одинаковых шара при касании делят суммарный заряд поровну — с учётом знаков.

Заземление уводит заряд в Землю практически целиком.

Подробно — в уроке ОГЭ
1

Заряд и его сохранение

Зарядов два знака. Любой заряд кратен элементарному e=1,6⋅10−19e = 1{,}6 \cdot 10^{-19} Кл — дробного заряда не бывает.
Закон сохранения3

В замкнутой системе алгебраическая сумма зарядов постоянна.

При электризации трением тела получают равные по модулю разноимённые заряды: электроны просто перешли с одного на другое.

Поэтому зарядить одно тело в одиночку невозможно.

⚗
Опыт в Физлабе
Электризация и заряд
Следи за строкой суммы зарядов — она остаётся нулевой.
Открыть опыт
2

Закон Кулона

Сила взаимодействия точечных зарядов пропорциональна их модулям и обратно пропорциональна квадрату расстояния.
F=k∣q1∣∣q2∣r2F = k \dfrac{|q_1| |q_2|}{r^2}k=9⋅109k = 9 \cdot 10^9 Н·м²/Кл², rr — между центрами
Как с ней работать2

Сила Кулона — обычная сила: её складывают с другими, подставляют во второй закон Ньютона, рассматривают равновесие заряда.

При удвоении расстояния сила падает вчетверо — квадрат в знаменателе теряют чаще всего.

Третий закон Ньютона работает и здесь. Большой и маленький заряды действуют друг на друга с равными по модулю силами.
⚗
Опыт в Физлабе
Электрическое поле
Двигай заряды и следи, как меняется взаимодействие.
Открыть опыт
3

Соприкосновение одинаковых шариков

Два одинаковых проводящих шарика после касания делят суммарный заряд поровну — с учётом знаков.
q′=q1+q22q' = \dfrac{q_1 + q_2}{2}знаки подставляются в формулу
Разбор на числах3

Было +3q+3q и −q-q. Сумма равна +2q+2q, каждому достаётся +q+q.

Не «по полтора заряда каждому» — сначала складываем со знаками, потом делим.

Если шарики разного размера, поровну не будет: заряд распределится пропорционально их ёмкости.

Разобранные примеры
Два заряда по 11 мкКл находятся на расстоянии 0,30{,}3 м. Найдите силу взаимодействия.разбор
  1. F=kq1q2r2F=k\dfrac{q_1q_2}{r^2}, где k=9⋅109k=9\cdot10^9 Н·м²/Кл².
  2. F=9⋅109⋅10−6⋅10−60,09=9⋅10−30,09F=9\cdot10^9\cdot\dfrac{10^{-6}\cdot10^{-6}}{0{,}09}=\dfrac{9\cdot10^{-3}}{0{,}09}.
  3. F=0,1F=0{,}1 Н.
Ответ: 0,10{,}1 Н
Расстояние между двумя точечными зарядами увеличили в 33 раза. Как изменилась сила?разбор
  1. Сила обратно пропорциональна КВАДРАТУ расстояния.
  2. 32=93^2=9, значит сила уменьшилась в 99 раз.
Ответ: уменьшилась в 99 раз
Напряжённость электрическо…