Ligji i Kulombit

Ligji i Kulombit, i zhvilluar në 1780s nga fizikani Francez Charles Augustin de Coulomb, mund të jepet në formën skalare si më poshtë :

Madhësia e forcës elektrostatike midis dy ngarkesave pikësore është në përpjesëtim të drejte me prodhimin e modulit të çdo ngarkese dhe në përpjesëtim të zhdrejte me katrorin e distance midis ngarkesave.

Forma skalare

Diagram qe përshkruan mekanizim themelor të ligjit të Kulombit ; ngarkesat e njëjta shtyjnë njëra tjetrën kurse ngarkesat e kundërta tërhiqen me njëra tjetrën.

Peshorja e torsioni e Kulombit

Neqoftese drejtimi i force nuk na hyn në pune atëherë forma e thjeshtuar, skalare, e versionit të ligjit të Kulombit mjafton. Madhësia e forcës mbi një ngarkese, $\scriptstyle{q_1}$, për shkak të pranisë te një ngarkese të dyte, $\scriptstyle{q_2}$, jepet nga moduli i

$F = {1 \over 4\pi\varepsilon_0}\frac{q_1q_2}{r^2}$,

ku $\scriptstyle{r}$ është ndarja e ngarkesave dhe $\scriptstyle{\varepsilon_0}$ është konstantja elektrike. Një forcë pozitive implikon një bashkëveprim shtytës, kurse një forcë negative tregon një bashkëveprim terheqes.

Faktori, ($\scriptstyle{k_e}$) i njohur si konstantja e Kulombit, është :

$\begin{align} k_e &= \frac{1}{4\pi\varepsilon_0} = \frac{\mu_0\ {c_0}^2}{4 \pi} = 10^{-7}\ {c_0}^2 \\ &= 8.987\ 551\ 787\ \times 10^9 \\ \end{align}$

$\approx 9 \times 10^9$   Nm²C⁻² (gjithashtu në metra mF ⁻¹).

Forma vektoriale

$\mathbf{F} = {1 \over 4\pi\varepsilon_0}{q_1q_2(\mathbf{r}_1 - \mathbf{r}_2) \over |\mathbf{r}_1 - \mathbf{r}_2|^3} = {1 \over 4\pi\varepsilon_0}{q_1q_2 \over r^2}\mathbf{\hat{r}}_{21}$,

Sistem me ngarkesa diskrete

Parimi i mbivendosjes lineare mund të përdoret për të llogaritur forcën mbi një thërrmije prove të vogël, $\scriptstyle{q}$, nga një sistem i $\scriptstyle{N}$ ngarkesave diskrete :

$\mathbf{F}(\mathbf{r}) = {q \over 4\pi\varepsilon_0}\sum_{i=1}^N {q_i(\mathbf{r} - \mathbf{r}_i) \over |\mathbf{r} - \mathbf{r}_i|^3} = {q \over 4\pi\varepsilon_0}\sum_{i=1}^N {q_i \over R_{i}^2}\mathbf{\hat{R}}_{i}$,

Tabele e madhësive të derivuara

	Vetija e thërrmijës	Relacioni	Vetija e fushës
Madhësi vektoriale	Forca (tek 1 nga 2) $\mathbf{F}_{12}= {1 \over 4\pi\varepsilon_0}{q_1 q_2 \over r^2}\mathbf{\hat{r}}_{21} \$	$\mathbf{F}_{12}= q_1 \mathbf{E}_{12}$	Fusha elektrike (tek 1 nga 2) $\mathbf{E}_{12}= {1 \over 4\pi\varepsilon_0}{q_2 \over r^2}\mathbf{\hat{r}}_{21} \$
Relacioni	$\mathbf{F}_{12}=-\mathbf{\nabla}U_{12}$		$\mathbf{E}_{12}=-\mathbf{\nabla}V_{12}$
Madhësi skalare	Energjia potenciale (tek 1 nga 2) $U_{12}={1 \over 4\pi\varepsilon_0}{q_1 q_2 \over r} \$	$U_{12}=q_1 V_{12} \$	Potenciali (tek 1 nga 2) $V_{12}={1 \over 4\pi\varepsilon_0}{q_2 \over r}$

Shikoni gjithashtu

• Ligji Biot-Savart
• Fusha elektrike
• Konstantja elektrike
• Forca elektromagnetike

Referenca

• Griffiths, David J.: Introduction to Electrodynamics (3rd ed.). Prentice Hall 1998, ISBN 0-13-805326-X

• Tipler, Paul: Physics for Scientists and Engineers: Electricity, Magnetism, Light, and Elementary Modern Physics (5th ed.). W. H. Freeman 2004, ISBN 0-7167-0810-8

Lidhje të jashtme

• Coulomb's Law tek Project PHYSNET.
• Electricity and the Atom - Një kapitull libri online nga një libër në rrjet.