Взаимодействие точечных зарядов. Закон Кулона

Точечным зарядом называется заряженное тело, размерами которого можно пренебречь, по сравнению с расстояниями, на которых рассматривается воздействие этого тела на другие заряженные тела.

В 1875 г. французский ученый Агюст Кулон (1736 — 1806) на основании опытов с крутильными весами установил закон, определяющий силу взаимодействия двух неподвижных, точечных зарядов q ₁ и q ₂ от расстояния r между ними.

Сила взаимодействия F между двумя точечными зарядами пропорциональна произведению величин зарядов q ₁ и q ₂ и обратно пропорциональна квадрату расстояния r между ними: , где K — коэффициент пропорциональности.

Закон Кулона можно записать в векторном виде. Сила , действующая на заряд q ₁ со стороны заряда q ₂ равна , где — радиус –вектор, проведенный от воздействующего заряда q ₂ к заряду q ₁, на который действует сила , — единичный вектор, имеющий направление радиус-вектора . Сила направлена в ту же сторону, что и радиус-вектор (сила отталкивания зарядов), — при одинаковом знаке обоих зарядов q ₁ и q ₂, и в сторону, противоположную радиусу-вектору (сила притяжения), — при различных знаках зарядов q ₁ и q ₂.

Для установления CGS-единицы заряда (в системе Гаусса) положим в законе Кулона коэффициент пропорциональности К равным единице: .

Отсюда получим: за единицу заряда принят такой точечный заряд, который взаимодействует с равным ему зарядом, помещенным на расстоянии 1 см, с силой в 1 дину. Эта единица называется абсолютной электростатической единицей заряда (1 СГСЭ_q).

За единицу силы в 1 дину принимают такую силу, которая, действуя на тело массой 1 г, вызывает у него ускорение .