ЭЛЕКТРОСТАТИКА - Ньютонов ⚛ физика

ЭЛЕКТРОСТАТИКА

Электростатика — раздел физики, изучающий взаимодействие неподвижных электрических зарядов.
Электрический заряд q – это физическая величина, характеризующая свойство частиц или тел вступать в электромагнитные силовые взаимодействия. Единица измерения заряда в системе СИ – Кулон (Кл).
Выделяется два вида зарядов. Положительные и отрицательные. Положительный заряд возникает при трении стекла о кожу или шелк, а отрицательный при трении янтаря (или эбонита) о шерсть. Одноименные заряды отталкиваются друг от друга, а разноименные притягиваются.
Сам процесс приобретения телом положительного или отрицательного заряда называют электризацией. Объяснить электризацию тел можно с точки зрения атомной физики, согласно которой атомы — мельчайшие частицы того или иного вещества состоят из отрицательно за ряженых электронов, и положительно заряженных протонов. Протоны вместе с нейтрально заряженными нейтронами составляют ядро атома, а электроны вращаются вокруг этих ядер по своим орбитам. Заряды протона и электрона равны элементарному заряду e = \pm 1.6 \cdot 10^{-19} Кл (с плюсом для протона и минусом для электрона).

В нейтральном атоме количество протонов и электронов одинаковое, по этому и заряд такого атома равен нулю. Но стоит атому потерять один или несколько электронов, как баланс нарушается и заряд атома становится равным заряду его протонов оставшихся без электронной пары. И наоборот если атом приобретает лишние электроны, то его заряд такого атома становится равным заряду приобретенных отрицательных электронов. Если обозначить колличество излишних или недостающих электронов за N, то общий заряд можно найти по следующей формуле:

    \[q=\pm Ne\]

Отсюда следует что величина заряда всегда кратна элементарному заряду.

Закон сохранения заряда

Алгебраическая сумма зарядов этих тел в замкнутой системе не изменяется со времинем.

    \[q=q_1+q_2+..+q_N=const\]

Закон Кулона

Закон Кулона определяет силу взаимодействия между зарядами. То есть с силу с которой заряженные тела притягиваются или отталкиваются друг с другом. Саму же эту силу называют силой Кулона.
В вакууме

    \[F=k\frac {q_1 q_2}{r^2}\]

В среде с диэлектрической проницаемостью \varepsilon

    \[F=k\frac {q_1 q_2}{\varepsilon r^2}\]

Точечный заряд – заряженное тело, размерами которого можно пренебречь и считать, что весь его заряд сосредоточен в одной точке.

Foxford