Кулоновские силы

Опыты по определению зависимости величины электрической силы от расстояния между двумя зарядами проводили еще Даниил Бернулли примерно в 1760 г. и десятью годами позже Джозеф Пристли и Генри Кэвендиш. Однако решающее исследование, в котором было установлено, что электрическая сила, действующая между двумя неподвижными зарядами, спадает пропорционально квадрату расстояния, принадлежало Шарлю Огюстену Кулону (1785 г.), имя которого присвоено закону притяжения или отталкивания электрических зарядов.

Кулон создал чувствительные крутильные весы, с помощью которых ему удалось точно измерить изменение силы, действующей между двумя зарядами, при изменении расстояния между ними. Результаты своих опытов Кулон резюмировал так:

«… взаимное притяжение электрической жидкости, именуемой положительной, и электрической жидкости, именуемой обычно отрицательной, состоит в обратном отношении квадратов расстояний, подобно тому, как мы нашли… что взаимное действие электрических жидкостей одного и того же вида состоит в обратном отношении квадрата расстояния».

Сходство этого закона с законом тяготения Ньютона поразительно. Говоря словами Кулона, электрическая сила пропорциональна «произведению электрических масс двух шаров». А направлена она вдоль прямой, соединяющей два заряда. Если заряды одного- вида, скажем оба положительные или отрицательные, сила стремится развести их; если же заряды разных видов, то сила стремится соединить их вместе (фиг. 269). Если договориться, что сила положительна, когда «она стремится развести», и отрицательна, когда «она стремится соединить вместе», и обозначить электрические массы двух тел через q₁ и q₂, то окончательно можно написать (фиг. 270):

Пример. Два точечных заряда, расстояние между которыми равно 100 см, отталкивают друг Друга с силой в 100 дин. Спрашивается: с какой силой они будут отталкивать друг друга на расстоянии 1000 см?

На расстоянии 100 см:

На расстоянии 1000 см:

Отсюда F₁₀₀₀ = 1 дин.