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Coulombsches gesetz

Wie lautet die Definition des Coulombschen Gesetzes?
Die Kraft zwischen zwei geladenen Teilchen ist vollkommen proportional zum Produkt ihrer Ladungen und umgekehrt proportional zum Quadrat des Abstands zwischen ihnen. Die Richtung der Wechselwirkung zwischen den Ladungen wird durch die gerade Linie bestimmt, die durch beide Ladungen verläuft. Zwei Ladungen mit gleichen Werten stoßen sich ab, während sich Ladungen mit entgegengesetzten Werten gegenseitig anziehen.

Das Coulomb-Gesetz bestimmt den Wert der elektrostatischen Kraft, die zwischen zwei Ladungen wirkt. In seiner Grundform wird das Coulomb-Gesetz auf Punktladungen angewandt, kann aber auch auf zwei gleichmäßig geladene Kugeln angewendet werden.

Dieses Gesetz wurde 1785 nach vielen akribischen Messversuchen veröffentlicht. Couloub führte seine Forschungen mit der so genannten Torsionswaage durch. Dies war ein ähnliches Instrument wie das, das einige Jahre später zur Messung der Gravitationskräfte verwendet wurde.

Die Formel für das Coulombsche Gesetz:

Fc=k(q1q2/R2

wobei Fc = elektrostatische Kraft
k = elektrostatische Konstante
q1 = elektrische Ladung des ersten Objekts
q2 = elektrische Ladung des zweiten Objekts
r = der Abstand zwischen den Ladungen oder zwischen den Zentren gleichmäßig geladener Kugeln

Wie hoch ist der Wert der elektrostatischen Kraft?

Obwohl sie im Alltag nicht wahrnehmbar ist, ist die elektrostatische Kraft groß. Die Kräfte zwischen den Teilchen, dem Elektron und dem Proton, sind viel größer als ihre Gravitationskräfte. In der realen Welt ist die Situation jedoch genau umgekehrt. Es ist viel einfacher, die Gravitationskraft wahrzunehmen als die elektrostatische Kraft - vor allem, weil die beobachteten Ladungen normalerweise ausgeglichen sind und eine Ladung gleich Null ist. Die Kräfte, die zwischen Protonen und Elektronen wirken, sind dagegen mikroskopisch klein und für das menschliche Auge unzugänglich.
Es ist bekannt, dass die Kraft mit dem Wert der Ladungen und der Abnahme des Abstands zwischen ihnen zunimmt.

Die Coulombsche Kraft ist eine Vektorgröße.
Coulomb entdeckte, dass Ladungen im Wesentlichen zwei Eigenschaften haben: positive und negative. Ob sie sich gegenseitig anziehen oder abstoßen, hängt davon ab, mit welchen Ladungen wir es zu tun haben. Noch heute weiß man, dass sich Objekte mit der gleichen Ladung wie ein anderes Objekt - entweder positiv oder negativ - gegenseitig abstoßen. Objekte mit unterschiedlichen Ladungen hingegen ziehen sich gegenseitig an. Die von Coulomb untersuchte Kraft wirkt also in zwei Richtungen. Aber was passiert, wenn es mehr als zwei Objekte gibt? In welche Richtung würde die Kraft dann wirken? Zu diesem Zweck fügte der Entdecker des Gesetzes bei der Formulierung der Formel für die elektrostatische Kraft eine zusätzliche Komponente in die Gleichung ein, die einen Indikator für die Position einer bestimmten, unterschiedlichen Ladung darstellt.

Die Geschichte vor der Entdeckung des Coulombschen Gesetzes.
Schon in früheren Zeiten war bekannt, dass Bernstein, wenn er an einem Fell gerieben wurde, die Fähigkeit erlangte, kleinere Gegenstände anzuziehen. Durch vielfältige Forschungen zu diesem Phänomen war es möglich, immer größere Ladungen zu akkumulieren und sie durch Berührung von einem Gegenstand auf einen anderen zu übertragen. Alle bisherigen Erkenntnisse beschränkten sich auf eine Reihe von Experimenten an gewöhnlichen Gegenständen, bis Charles Coulomb eine Entdeckung machte.

Er hängte eine Nadel an einem dünnen Faden in ein Glasgefäß. An einem Ende platzierte er eine Messingkugel und am anderen Ende ein Gegengewicht. Damit sollte die Nadel im Gleichgewicht gehalten werden. Dann legte er eine zweite, geladene Kugel in das Gefäß. Als die beiden Kugeln in Kontakt kamen, teilten sich die Ladungen zwischen ihnen und sie begannen, sich gegenseitig abzustoßen. Indem er den Winkel der Nadel unter verschiedenen Versuchsbedingungen maß, konnte er die Wechselwirkung zwischen den Ladungen der Kraft beschreiben. Dies führte dazu, dass er ein Gesetz formulierte.

Dank der Entdeckung von Charles Coulomb hat die Welt viel über die verschiedenen Anwendungsmöglichkeiten elektrostatischer Kräfte gelernt. Diese Kräfte werden in vielen Bereichen eingesetzt. Das einfachste Beispiel sind Elektromagnete, die in vielen Wirtschaftszweigen eingesetzt werden. Heute ist diese Erfindung aus der Welt nicht mehr wegzudenken, und es ist unter anderem dieser Erfindung zu verdanken, dass der französische Physiker Charles Coulomb mit seinen "goldenen" Noten für immer in die Geschichte der Physik eingegangen ist.

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