ใส่ความเห็น

แรงระหว่างประจุไฟฟ้า(Electric force)

แรงระหว่างประจุไฟฟ้า

แรงระหว่างประจุไฟฟ้าCharles Augustin de  Coulomb   ทำการวัดแรงระหว่างประจุในปี ค.ศ. 1785 โดยใช้เครื่องมือที่เรียกว่า เครื่องชั่งการบิด ( torsion balance )

แรงระหว่างวัตถุที่มีประจุถูกวัดด้วยเครื่องมือที่มีชื่อว่า Torsional Balance ดังรูปด้านข้าง เครื่องมือนี้ประกอบด้วยทรงกลมเล็ก 2 ลูก ติดอยู่กับท่อนฉนวนน้ำหนักเบาผูกติดกับเชือกเบาให้แกว่งได้ในแนวนอน เมื่อให้ประจุกับทรงกลม A และทรงกลม B มีประจุถูกนำเข้าใกล้ๆ

แรงดูดหรือแรงผลักระหว่างทรงกลม A และ B จะทำให้ท่อนฉนวนเกิดการหมุน ไปบิดการแขวน มุมที่หมุนสามารถวัดได้โดยการฉายแสงไปที่กระจกที่ติดอยู่กับการแขวน เมื่ออยู่ในจุดสมดุล แรงก็สามารถคำนวณได้จากกฎของนิวตันข้อ 1 กล่าวคือแรงอยู่ในภาวะสมดุล 
ชาร์ล ออกุสติน เดอ คูลอมบ์ เป็นผู้คิดค้นกฎของคูลอมบ์ขึ้นมาแล้ว กฎคูลอมบ์ (Coulomb’s Law) มีใจความว่า “แรงระหว่างประจุไฟฟ้ามีค่าแปรผันตามผลคูณของประจุไฟฟ้าทั้งสองและแปรผกผันกับระยะทางระหว่างประจุไฟฟ้าทั้งสองยกกำลังสอง”
นิยาม กฎของคูลอบ์
ขนาดของแรงทางไฟฟ้า $ F $ ที่กระทำต่อกันระหว่างจุดประจุ 1 คู่ ขนาดประจุ $ q_1 $ และ $ q_2 $ วางห่างกันเป็นระยะ $ r $ มีค่าเท่ากับ
เมื่อ $ k $ คือค่าคงที่โดยในระบบ SI: $ k=8.99\times 10^9\,\textrm{N}\cdot \textrm{m}^2/\textrm{C}^2 $ แรงทางไฟฟ้ามีทิศขนานและวางทับกับเส้นตรงที่ลากเชื่อมระหว่างจุดประจุทั้งสอง ชนิดของประจุทั้งสองเป็นตัวกำหนดว่าแรงดังกล่าวเป็นแรงผลักหรือแรงดูด  
ในทางปฏิบัติเราสามารถเขียนค่าคงตัว $ k $ ให้อยู่ในรูป $ k=1/4\pi\epsilon_0 $ เมื่อ $ \epsilon_0 $ คือ permittivity of free space มีค่าเท่ากับ $ \epsilon_0=1/(4\pi k)= 8.85\times 10^{-12}\,\textrm{C}^2/ \textrm{N}\cdot\textrm{m}^2 $
รูป (a)  แรงดูดเกิดจากประจุชนิดตรงกันข้ามออกแรงต่างร่วมกระทำต่อกัน
รูป (b) และ (c)   แรงผลักเกิดจากประจุชนิดเดียวกัน ออกแรงต่างร่วมกระทำต่อกัน
 การใช้สมการ ตามกฏของคูลอมบ์    ในการคำนวณใช้ค่า K ประมาณ 9 x 10^9 (เก้าคูณสิบยกกำลังเก้า)
การแทนค่าประจุไฟฟ้าแต่ละตัวไม่ต้องแทนเครื่องหมายของประจุบวกหรือลบ  ให้แทนค่าเฉพาะขนาดของประจุ  การพิจารณาชนิดของแรงว่าเป็นแรงดูด หรือแรงผลัก ให้ดูจากชนิดของประจุคู่นั้น
ถ้ามีประจุมากกว่า 1 คู่ ให้คิดแรงทีละคู่ และนำแรงนั้นมารวมแรงแบบ Vector เรียกว่าหาแรงลัพธ์
ขอบคุณข้อมูลจาก

ใส่ความเห็น

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Connecting to %s

%d bloggers like this: