معلومات عن قانون كولوم
الشحنة الكهربائية
الشحنة الكهربائية هي من الخصائص الفيزيائية للمواد التي تظهر عند وضعها في مجال كهرومغناطيسي، ويمكن من خلالها قياس مقدار القوة الكهربائية المخزّنة في الجسم، وهناك نوعان من الشحنات الكهربائية الشحنات الموجبة والشحنات السالبة، وعند التقاء الشحنات المتشابهة فإنها تتنافر وتبتعد عن بعضها وعند التقاء الشحنات المختلفة فإنها تتجاذب وتقترب من بعضها، ويُرمز للشحنة الكهربائية بالرمز q ويُقاس بوحدة الكولوم وقيمة شحنة الإلكترون تساوي 1.602*10-19 كولوم، وقد قام العالم الفيزيائي كولوم بحساب القوة الكهربائية للشحنات باستخدام قانونه الفيزيائي، وفي هذا المقال سيتم تقديم معلومات عن قانون كولوم.[١]
قانون كولوم
قام العالم الفيزيائي الفرنسي تشارلز أوغستين دي كولوم في القرن الثامن عشر بإيجاد علاقة رياضية لوصف القوة الكهربائية التي تُولّدها الأجسام المشحونة كهربائيًا وهي قانون كولوم، ويتشابه قانون كولوم مع قانون نيوتن للجاذبية الأرضية، حيث لاحظ العالم كولوم أن قوة الجاذبية والقوة الكهربائية بين الأجسام المشحونة تقل مع ازدياد مربع المسافة بينهما، وإن ما يُحدد شدة القوة الكهربائية هي الشحنة الكهربائية وليس كتلة ووزن الجسم، كما أن الشحنة الكهربائية تُحدد كيفية تأثير الكهرومغناطيسية في حركة الأجسام المشحونة، حيث إن كل مكونات المادة لها شحنات كهربائية موجبة أو سالبة أو صفرية، وتتجاذب الشحنات المختلفة بينما تتنافر الشحنات المتماثلة على طول الخط الفاصل بين الأجسام المشحونة، وإذا اقتربت الشحنات الكهربائية بمعدل 10 أضعاف فإن القوة الكهربائية ستزداد بمقدار 100.[٢]
يمكن كتابة قانون كولوم بصيغته الرياضية كما يأتي: القوة الكهربائية = ثابت كولوم * الشحنة الأولى * الشحنة الثانية / مربع المسافة بينهما، وبالرموز F= K*q1*q2/r2، حيث إن قيمة ثابت كولوم تقريبًا تساوي 9*109 بوحدة N⋅m2⋅C−2، وتُقاس القوة الكهربائية بوحدة نيوتن، ويمكن استخدام مصطلح القوة الكهروستاتيكية بدلًا من القوة الكهربائية أو قانون التربيع العكسي بدلًا من قانون كولوم، ويمكن استخدام هذا القانون لاستنباط قانون غاوس، فمثلًا إذا كانت الشحنة الأولى بقيمة 2e+ وقيمة الشحنة الثانية 2e- وتفصل بينهما مسافة 0.5 سم فإن القوة الكهربائية بينهما تساوي -3.69*10-23 نيوتن.[٣]
أهمية قانون كولوم
إنّ معرفة قانون كولوم يُساعد في تفسير العديد من الظواهر الحياتية مثل الكهرباء السكونية التي يمكن الشعور بها عند لمس مقبض الباب بعد المشي على السجادة، حيث إن فرك القدمين بالسجادة سوف تنتقل الإلكترونات بواسطة الاحتكاك مما يجعل الجسم مشحونًا بشحنة متساوية، وتزيد الشحنات في الجسم وعند لمس مقبض الباب فإن الشحنات الزائدة ستسبب الصدمة، وتتشابه القوة الكهربائية وقوة الجاذبية لكن القوة الكهربائية تكون أقوى بنسبة 1036 عن قوة الجاذبية، كما تكمن أهمية القانون في تفسير التفاعلات بين النواة والذرات الداخلية، حيث ستقوم النواة المشحونة بشحنة موجبة بالتنافر بسبب قوة كولوم ما لم تكن قريبة جدًا فتؤثر القوة النووية عليهما، كما يُفسّر القانون مبدأ الاستقطاب حيث إن قوة الجذب بين الأجسام السالبة والأجسام الموجبة في الكائن المحايد ستكون أقوى قليلاً من قوة التنافر بين الأجسام السالبة والأجسام المحايدة بسبب وجود مسافة نسبية بين الشحنات.[٤]
المراجع[+]
- ↑ “Electric Charge”, www.encyclopedia.com, Retrieved 04-01-2020. Edited.
- ↑ “Coulombs law”, www.britannica.com, Retrieved 04-01-2020. Edited.
- ↑ “Coulomb’s law “, www.wikiwand.com, Retrieved 04-01-2020. Edited.
- ↑ “Coulomb’s Law (Electric Force): What Is It & Why Is It Important? (w/ Examples)”, www.sciencing.com, Retrieved 04-01-2020. Edited.
