Coulombin laki, varautuneiden esineiden välisen sähköisen voiman matemaattinen kuvaus. Se on muotoiltu 1700-luvun ranskalaisen fyysikon Charles-Augustin de Coulombin kanssa ja vastaa Isaac Newtonin painolakia.
sähkö: Coulombin laki
Staattinen sähkö on tuttu sähköilmiö, jossa varautuneet hiukkaset siirtyvät kehosta toiseen. Esimerkiksi, jos
Sekä gravitaatio- että sähkövoimat vähenevät esineiden välisen etäisyyden neliön kanssa, ja molemmat voimat toimivat niiden välisellä linjalla. Coulombin laissa sähkövoiman suuruus ja merkki määräytyvät kuitenkin kohteen sähkövarauksen eikä massan perusteella. Siten varaus määrää kuinka sähkömagneettisuus vaikuttaa varautuneiden esineiden liikkeeseen. Maksu on aineen perusominaisuus. Jokaisella aineosalla on sähkövaraus, jonka arvo voi olla positiivinen, negatiivinen tai nolla. Esimerkiksi elektronit ovat negatiivisesti varautuneita ja atomiytimet ovat positiivisesti varautuneita. Suurimmalla osalla irtotavaraa on yhtä suuri määrä positiivista ja negatiivista varausta, joten sillä on nolla nettovarausta.
Coulombin mukaan levossa olevien varausten sähkövoimalla on seuraavat ominaisuudet:
-
Kuten syytteet torjuvat toisiaan; toisin kuin maksut houkuttelevat. Siten kaksi negatiivista varausta hylkää toisiaan, kun taas positiivinen varaus houkuttelee negatiivisen varauksen.
-
Vetovoima tai torjunta toimii näiden kahden panoksen välillä.
-
Voiman koko vaihtelee käänteisesti kahden varauksen välisen etäisyyden neliön mukaan. Siksi, jos kahden varauksen välinen etäisyys kaksinkertaistuu, vetovoima tai heikentyminen heikkenee, väheneen neljännekseen alkuperäisestä arvosta. Jos varaukset tulevat 10 kertaa lähemmäksi, voiman koko kasvaa kertoimella 100.
-
Voiman koko on verrannollinen kunkin varauksen arvoon. Varauksen mittaamiseen käytetty yksikkö on coulomb (C). Jos olisi kaksi positiivista varausta, toinen 0,1 hiilidioksidista ja toinen 0,2 hiukkasesta, ne hylkäisivät toisiaan voimalla, joka riippuu tuotteesta 0,2 × 0,1. Siten, jos kutakin maksua alennettaisiin puolella, torjunta laskisi neljännekseen sen entisestä arvosta.
