Coulomb (Kulon) Kanunu

Coulomb (Kulon) Kanunu iki cisim birbirinden farklı yükler yüklü ise arasında çekim kuvvetini bulmaya yaramaktadır.
İki cisim arasındaki yüklerin ikisi de negatif yada pozitif ise aralarında itme olur. Fakat iki cisimden birisi negatif diğer pozitif ise aralarında çekme kuvveti vardır.
Coulomb Kanunu‘na göre cisimlerin elektriksel yüklerinin birbirini etkisini tanımlar ve açıklamaktadır.

• Elektrik yükleri arasında bir itme veya çekme kuvveti vardır
• Pozitif ve negatif olmak üzere iki cins elektrik yükü vardır. Aynı yükler arasında bir itme kuvveti, farklı cins yükler arasında ise bir çekim kuvveti vardır.
• Yükler arasındaki kuvvet, yükleri birleştiren hat doğrultusundadır.
• İki yük arasındaki kuvvet, yükler arasındaki mesafenin karesi ile ters orantılıdır.
• İki yük arasındaki kuvvet, yüklerin çarpımlarıyla doğru orantılıdır.
• Yükler arasındaki kuvvet, yüklerin bulunduğu ortamdan etkilenir.

Coulomb Kanunu’ na göre iki yük arasındaki kuvvet;
Yüklerin cinsine ve miktarına, aralarındaki uzaklığa ve yüklerin bulunduğu ortama bağlıdır, denir.
Coulomb Kanunu’na göre iki cisim arasındaki çekme kuvvetinin büyüklüğü;
Cisimlerden her birinin yüklerinin cinsi ve büyüklüğü ile doğru orantılı, aralarındaki uzaklıkla ise ters orantılıdır. Bu değerlere göre eşitlik aşağıdaki gibi oluşturulmuştur.

• F : Yükler arasındaki kuvvet (Newton-N) Q₁
• Q_2: Elektrik yükleri (Kulon-C)
• r : Yükler arasındaki uzaklık (metre-m)
• ε ^r : Yüklerin bulunduğu ortamın bağıl dielektrik katsayısı
• 9.10⁹ : MKS birim sistemine dönüşüm sayısı

Formülde ε_r , yüklerin bulunduğu ortamın bağıl dielektrik katsayısını simgeler. Değişik ortamların dielektrik katsayıları aşağıdaki tablo da görüldüğü gibidir.

Dielektrik katsayıları
Şayet cisimlerin bulunduğu ortam boşluk ya da hava ise formül aşağıdaki gibi olur.

Yukarıda verilen formülün doğruluğunu iki mıknatıs ile kısmen test edebiliriz. Mıknatısların zıt kutuplarını birbirlerine yaklaştırdığımız zaman bu mıknatısları ayrı tutmakta zorlandığımızı hissederiz. Aynı kutupları yaklaştırdığımız zaman da birleştirmekte zorlanırız. Mıknatısları birbirlerinden uzaklaştırdığımız zaman ise aralarındaki kuvvetin azaldığını görürüz.

Soru:

Şekilde aralarında 1 metre bulunan iki yük arasında 10 Newton’ luk çekme kuvveti vardır. Buna göre aynı yüklere sahip ama aralarında 2 metrelik mesafe bulunan iki yükün aralarındaki kuvvetin büyüklüğü ne olur?

Çözüm:

Coulomb Kanunu’na göre;
İki cisim arasındaki çekme kuvvetinin büyüklüğü, cisimlerden her birinin yüklerinin cinsi ve büyüklüğü ile doğru orantılıdır. Aralarındaki uzaklıkla ise ters orantılıdır.
Buna göre;
F = 10 / 2² = 10 / 4 = 2.5 N

Soru:

Aralarında 2 m uzaklık bulunan 3 C ve 4 C’ luk iki yük (yukarıdaki şekilde) arasındaki kuvvet nedir? (Ortam camdır.)