القوة الكهربائية المتبادلة بين شحنتين تتناسب طرديا مع، قانون كولوم، أو قانون التربيع العكسي لكولوم هو قانون تجريبي يصف التفاعل الكهرو ستاتيكي بين الجسيمات المشحونة كهربياً، وقد نشر عام 1785 من قبل الفيزيائي الفرنسي شارل أوجستين دي كولوم وكان أساساً في تطوير النظرية الكهرومغناطيسية، هو يعتبر مماثل لقانون التربيع العكسي لإسحاق نيوتن الذي يصف الجاذبية الكونية، كما يمكن استخدام قانون كولوم لاشتقاق قانون جاوس والعكس صحيح، وقد جرى اختبار القانون باستفاضة، ولقد أيدت جميع الملاحظات مبدأه.
نص قانون كولوم
«قوة التجاذب أو التنافر بين شحنتين في الفراغ تتناسب طردياً مع القيمة المطلقة لحاصل ضرب شحنتيهما، وعكساً مع مربع المسافة بينهما».
قانون كولوم هو قانون في الفيزياء يصف قوة التفاعل الكهروستاتيكي بين شحنتين كهربائيتين. القانون يُعبر عنه بالصيغة الرياضية التالية:
F = k * (|q1 * q2|) / r^2
حيث:
- F هي قوة التفاعل الكهروستاتيكي بين الشحنتين (قوة الجذب إذا كانت الشحنتين مختلفة، أو قوة الاندفاع إذا كانت الشحنتين متساويتين).
- k هو ثابت كولوم، ويمثل قيمة التوافقية الكهروستاتيكية في الوسط الذي يتم فيه التفاعل. قيمة k تعتمد على نظام وحدات المقياس المستخدمة.
- q1 و q2 هما قيمتي الشحنتين الكهربائيتين للجسمين المتفاعلين.
- r هو المسافة بين مراكز الجسمين المتفاعلين.
يجب أن يتم استخدام نفس وحدات القياس للشحنة والمسافة للحصول على نتائج صحيحة.
ملاحظات حول القانون
- قيمة الشحنتين تعوض بدون إشارة (يعني الشحنة السالبة تعوض في القانون بدون الإشارة السالبة).
- في نهاية الحل وبعد إيجاد قيمة القوة يجب تحديد اتجاه القوة (ما إذا كانت تجاذب أم تنافر) وسيتم توضيح ذلك في جزء لاحق.
- الوحدات السابقة كانت حسب النظام الدولي للوحدات وتختلف بالنسبة للأنظمة الأخرى.
إثبات قانون كولوم
- القوة تتناسب طردياً مع مقدار الشحنتين.
- القوة تتناسب عكسياً مع مربع المسافة بين الشحنتين.
التجاذب والتنافر
إذا كانت الشحنتان متشابهتان بالنوع فتكون القوة المتبادلة بينهما تنافر وإذا كانت الشحنتان مختلفتان بالنوع تكون القوة تجاذب.
وإذا أردنا أن نحسب المحصلة الكلية لعديد من القوى الناشئة عن أكثر من شحنة نقوم بدراسة تاثير كل شحنة على الشحنات الأخرى وثم نقوم بتحليل تلك القوى الناشئة تحليل اتجاهي وثم نجمع القوى الواقعة على كل محور. ونأتي بذلك على متجه يمثل محصلة القوي الناشئة عن توزيع الشحنات في توزيع معين.
استخدام التكامل للتوزيع النتصل يكون مفيد لايجاد المحصلة بسهولة وهذا القانون تم استنتاجه عن طريق التجربة وليس الاستنتاج الرياضي.
القوة الكهربائية المتبادلة بين شحنتين تتناسب طرديا مع
من الواضح أنك تستفسر عن القوة الكهربائية المتبادلة بين شحنتين وعلاقتها مع بعض العوامل. القوة الكهربائية المتبادلة بين شحنتين تتناسب طرديًا مع حاصل ضرب الشحنتين وعكس تربيع المسافة بينهما.
بمعنى آخر، يمكن تمثيل العلاقة بالصيغة التالية:
F ∝ (q1 * q2) / r^2
حيث:
- F هي قوة التفاعل الكهربائي بين الشحنتين.
- q1 و q2 هما قيمتي الشحنتين الكهربائيتين للجسمين المتفاعلين.
- r هو المسافة بين مراكز الجسمين المتفاعلين.
- ∝ تعني "تتناسب طرديًا مع".
وعلامة التساوي تظهر أن القوة الكهربائية المتبادلة متناسبة مع حاصل ضرب الشحنتين ومتناسبة عكسيًا مع تربيع المسافة بينهما. يمكن استخدام ثابت التناسب (k) في الصيغة لتحديد القيمة الدقيقة للقوة الكهربائية، حسب وحدات القياس المستخدمة.
-
السؤال: القوة الكهربائية المتبادلة بين شحنتين تتناسب طرديا مع
-
الإجابة: مقدار الشحنتين.