Sile v električnem polju. Coulombov zakon

V poglavju Električni naboj smo opazovali sile med električno nabitimi telesi. Videli smo, da se dve telesi, od katerih ima eno pozitivni, drugo pa negativni naboj, privlačita. Če imata obe telesi pozitivni ali obe negativni naboj, se odbijata.

Električne sile delujejo na daleč, brez neposrednega stika med naelektrenima telesoma. Omogoča jih električno polje, ki obdaja naelektrena telesa. Električno polje je "prenašalec sil" med električno nabitimi telesi. Več o električnem polju bomo zvedeli v poglavju Električna poljska jakost.

V tem poglavju bomo spoznali Coulombov zakon. S pomočjo Coulombovega zakona bomo računali sile med dvema ali večimi električno nabitimi telesi. Če si zamislimo, da so telesa neskončno majhna, jim pravimo točkasti naboji. Računali bomo torej sile med točkastimi naboji.

Francoski fizik C.A. Coulomb je v 18. stoletju prvi raziskoval sile med električno nabitimi telesi. Vzel je dve nabiti kroglici in meril električne sile med njima. S pomočjo natančnih meritev je prišel do rezultata, da je sila med dvema nabojema sorazmerna velikosti obeh nabojev in obratno sorazmerna kvadratu razdalje:

Konstanta je Coulombova konstanta:

Danes jo poznamo v obliki:

Sile med nabitima točkastima nabojem pa izračunamo po naslednji enačbi:

Pri tem sta in naboja kroglic, r razdalja med točkastima nabojema in influenčna kostanta:

V kolikor imamo v prostoru več naelektrenih kroglic, se sile vektorsko seštevajo:

Sila je 0,72 mN. Ker sta naboja nasprotna, je sila privlačna. Usmerjena je proti drugemu naboju.