Διδακτικά Βιβλία του Παιδαγωγικού Ινστιτούτου

Αναζήτηση

Βρες
Εμφάνιση

4.10 Περισσότερα στοιχεία για την ηλεκτρική δύναμη

Η μελέτη της Φύσης είναι προσπάθεια χωρίς τέλος: συνεχώς εκτελούμε ακριβέστερες παρατηρήσεις, διατυπώνουμε γενικότερες υποθέσεις και εξάγουμε νέα συμπεράσματα.

Από τούτη την ανακριτική διαδικασία δεν ξέφυγε η ηλεκτρική δύναμη. Σε αυτή την προσπάθεια σημαντικό ρόλο "ανακριτή" έπαιξε ο Γάλλος φυσικός Κουλόμπ. (Coulomb, 1736-1806)

Τι ανακάλυψε λοιπόν ο Κουλόμπ για την ηλεκτρική δύναμη;

Με απλή παρατήρηση μπορούμε να διαπιστώσουμε ότι όταν αυξάνεται η απόσταση μεταξύ δύο ηλεκτρισμένων σφαιρών, η ηλεκτρική δύναμη εξασθενεί. Ο Κουλόμπ ωστόσο δεν περιορίστηκε στην απλή παρατήρηση. Κατάφερε να μετρήσει την ηλεκτρική δύναμη και την αντίστοιχη απόσταση μεταξύ δύο ηλεκτρισμένων σφαιρών. Στην Εικόνα 4.40 φαίνεται ένα πείραμα παρόμοιο με αυτό του Κουλόμπ. Από ένα τέτοιο πείραμα προκύπτει ότι όταν η απόσταση μεταξύ των σφαιρών υποδιπλασιάζεται η δύναμη τετραπλασιάζεται. όταν η απόσταση υποτριπλασιάζεται η δύναμη εννεαπλασιάζεται κ.ο.κ.

Σε αυτό το πείραμα διατηρούμε σταθερό το φορτίο κάθε σφαίρας και προσδιορίζουμε τη σχέση μεταξύ της απόστασης και της δύναμης.

Ο Κουλόμπ ασχολήθηκε επίσης με το ερώτημα πώς το φορτίο κάθε σφαίρας επηρεάζει την ηλεκτρική δύναμη. Βεβαίως, φαίνεται αυτονόητο ότι όσο λιγότερο ηλεκτρισμένες είναι οι σφαίρες τόσο μικρότερη είναι η ηλεκτρική δύναμη. Μάλιστα όταν οι δύο σφαίρες δεν είναι ηλεκτρισμένες δεν υπάρχει ηλεκτρική δύναμη. Ο Κουλόμπ ωστόσο και σε τούτη την περίπτωση δεν περιορίστηκε στην ποιοτική παρατήρηση.

Στην Εικόνα 4.40 φαίνεται πώς μπορούμε να αφαιρέσουμε το μισό φορτίο από μια ηλεκτρισμένη σφαίρα. Αφήνοντας, λοιπόν, κάθε φορά το μισό φορτίο σε μια ηλεκτρισμένη σφαίρα την τοποθετούμε στην ίδια απόσταση από μια άλλη ηλεκτρισμένη σφαίρα και μετράμε την ηλεκτρική δύναμη.

Συμπεραίνουμε, έτσι, ότι όταν το φορτίο της μιας σφαίρας υποδιπλασιάζεται η δύναμη επίσης υποδιπλασιάζεται. Όταν το φορτίο υποτριπλασιάζεται η δύναμη υποτριπλασιάζεται κ.ο.κ. Δηλαδή, η ηλεκτρική δύναμη είναι ανάλογη με το ηλεκτρικό φορτίο.

Τα συμπεράσματα του Κουλόμπ τα ονομάζουμε νόμο του Κουλόμπ για την ηλεκτρική δύναμη. Αυτός ο νόμος έχει ελεγχθεί πολύ προσεκτικά, ίσως περισσότερο από κάθε άλλο νόμο της φυσικής, και σε κάθε περίπτωση έχει επαληθευθεί.