কুলম্বের আইন, সংজ্ঞা এবং সূত্র - বৈদ্যুতিক পয়েন্ট চার্জ এবং তাদের মিথস্ক্রিয়া

চার্জযুক্ত দেহগুলির মধ্যে একটি মিথস্ক্রিয়া শক্তি রয়েছে যার কারণে তারা একে অপরকে আকর্ষণ করতে বা বিকর্ষণ করতে পারে। কুলম্বের আইন এই শক্তিকে বর্ণনা করে, শরীরের আকার এবং আকৃতির উপর নির্ভর করে এর কর্মের মাত্রা দেখায়। এই শারীরিক আইন এই নিবন্ধে আলোচনা করা হবে.

স্থির পয়েন্ট চার্জ

কুলম্বের নিয়ম স্থির দেহগুলির ক্ষেত্রে প্রযোজ্য যেগুলি অন্যান্য বস্তু থেকে তাদের দূরত্বের তুলনায় অনেক ছোট। একটি বিন্দু বৈদ্যুতিক চার্জ এই ধরনের শরীরের উপর কেন্দ্রীভূত হয়। শারীরিক সমস্যাগুলি সমাধান করার সময়, বিবেচিত সংস্থাগুলির মাত্রাগুলিকে উপেক্ষা করা হয়, কারণ তারা সত্যিই কোন ব্যাপার না.

অনুশীলনে, বিশ্রামে পয়েন্ট চার্জগুলি নিম্নরূপ চিত্রিত করা হয়েছে:

এই ক্ষেত্রে q₁ এবং q₂ - এই ইতিবাচক বৈদ্যুতিক চার্জ, এবং কুলম্ব বল তাদের উপর কাজ করে (চিত্রে দেখানো হয়নি)। পয়েন্ট বৈশিষ্ট্য আকার কোন ব্যাপার না.

বিঃদ্রঃ! বিশ্রামে চার্জগুলি একে অপরের থেকে একটি নির্দিষ্ট দূরত্বে অবস্থিত, যা সমস্যায় সাধারণত r অক্ষর দ্বারা চিহ্নিত করা হয়। আরও নিবন্ধে, এই চার্জগুলি একটি শূন্যতায় বিবেচনা করা হবে।

চার্লস কুলম্বের টর্শন ব্যালেন্স

1777 সালে কুলম্ব দ্বারা তৈরি এই ডিভাইসটি পরবর্তীতে তার নামে নামকরণ করা শক্তির নির্ভরতা অনুমান করতে সাহায্য করেছিল। এর সাহায্যে, পয়েন্ট চার্জের মিথস্ক্রিয়া, সেইসাথে চৌম্বকীয় মেরুগুলি অধ্যয়ন করা হয়।

একটি টর্শন ব্যালেন্সে একটি ছোট রেশম সুতো থাকে যা একটি উল্লম্ব সমতলে অবস্থিত যা থেকে একটি সুষম লিভার ঝুলে থাকে। পয়েন্ট চার্জ লিভারের শেষে অবস্থিত।

বাহ্যিক শক্তির ক্রিয়াকলাপের অধীনে, লিভারটি অনুভূমিকভাবে চলতে শুরু করে। থ্রেডের স্থিতিস্থাপক বল দ্বারা ভারসাম্য না হওয়া পর্যন্ত লিভারটি সমতলে চলে যাবে।

চলাচলের প্রক্রিয়ায়, লিভারটি একটি নির্দিষ্ট কোণ দ্বারা উল্লম্ব অক্ষ থেকে বিচ্যুত হয়। এটি d হিসাবে নেওয়া হয় এবং ঘূর্ণনের কোণ বলা হয়। এই পরামিতিটির মান জেনে, উদ্ভূত বাহিনীর টর্ক খুঁজে পাওয়া সম্ভব।

চার্লস কুলম্বের টর্শন ব্যালেন্স দেখতে এইরকম:

সমানুপাতিকতা ফ্যাক্টর k এবং তড়িৎ ধ্রুবক

কুলম্বের সূত্রের সূত্রে k পরামিতি রয়েছে - সমানুপাতিকতার সহগ বা বৈদ্যুতিক ধ্রুবক। বৈদ্যুতিক ধ্রুবক অনেক রেফারেন্স বই, পাঠ্যপুস্তক, ইন্টারনেটে উপস্থাপিত এবং এটি গুনতে হবে না! ভ্যাকুয়াম আনুপাতিকতা ফ্যাক্টরের উপর ভিত্তি করে সুপরিচিত সূত্র দ্বারা পাওয়া যেতে পারে:

এখানে বৈদ্যুতিক ধ্রুবক,

- পাই,

ভ্যাকুয়ামে সমানুপাতিকতার সহগ।

অতিরিক্ত তথ্য! উপরে উপস্থাপিত পরামিতিগুলি না জেনে, এটি দুটি বিন্দু বৈদ্যুতিক চার্জের মধ্যে মিথস্ক্রিয়া বল খুঁজে বের করতে কাজ করবে না।
কুলম্বের আইনের সূত্র এবং সূত্র

উপরের সংক্ষিপ্তসারের জন্য, ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক্সের প্রধান আইনের আনুষ্ঠানিক সূত্র দেওয়া প্রয়োজন। এটি ফর্ম নেয়:

শূন্যে বিশ্রামে থাকা দুটি বিন্দু চার্জের মিথস্ক্রিয়া বল এই চার্জগুলির গুণফলের সাথে সরাসরি সমানুপাতিক এবং তাদের মধ্যকার দূরত্বের বর্গক্ষেত্রের বিপরীতভাবে সমানুপাতিক। তাছাড়া পণ্যের চার্জ মডুলও নিতে হবে!

এই সূত্রে q₁ এবং q₂ বিন্দু চার্জ, বিবেচিত সংস্থা; r² - বর্গক্ষেত্রে নেওয়া এই দেহগুলির মধ্যে সমতলে দূরত্ব; k হল আনুপাতিকতার সহগ ( ভ্যাকুয়ামের জন্য)।

কুলম্ব বলের দিক এবং সূত্রের ভেক্টর ফর্ম

সূত্রটি সম্পূর্ণ বোঝার জন্য, কুলম্বের আইনটি কল্পনা করা যেতে পারে:

চ_1,2 - দ্বিতীয় চার্জের সাথে প্রথম চার্জের মিথস্ক্রিয়া বল।

চ_2,1 - প্রথমটির সাথে দ্বিতীয় চার্জের মিথস্ক্রিয়া শক্তি।

এছাড়াও, ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক্সের সমস্যাগুলি সমাধান করার সময়, একটি গুরুত্বপূর্ণ নিয়ম বিবেচনা করা প্রয়োজন: একই নামের বৈদ্যুতিক চার্জগুলি বিকর্ষণ করে এবং বিপরীত চার্জগুলি আকর্ষণ করে। চিত্রে মিথস্ক্রিয়া শক্তির অবস্থান এটির উপর নির্ভর করে।

যদি বিপরীত চার্জ বিবেচনা করা হয়, তবে তাদের মিথস্ক্রিয়া শক্তিগুলি একে অপরের দিকে পরিচালিত হবে, তাদের আকর্ষণ চিত্রিত করবে।

ভেক্টর আকারে ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক্সের মৌলিক আইনের সূত্রটি নিম্নরূপ উপস্থাপন করা যেতে পারে:

বিন্দু চার্জ q1 এর উপর ক্রিয়াশীল বল হল আধান q2 এর পাশ থেকে,

চার্জ q2 কে চার্জ q1 এর সাথে সংযোগকারী ব্যাসার্ধ ভেক্টর,

গুরুত্বপূর্ণ ! ভেক্টর আকারে সূত্রটি লেখার পরে, চিহ্নগুলি সঠিকভাবে স্থাপন করার জন্য দুটি বিন্দু বৈদ্যুতিক চার্জের মিথস্ক্রিয়া শক্তিগুলিকে অক্ষের উপর প্রক্ষিপ্ত করতে হবে। এই ক্রিয়াটি একটি আনুষ্ঠানিকতা এবং প্রায়শই কোনও নোট ছাড়াই মানসিকভাবে সঞ্চালিত হয়।

যেখানে কুলম্বের আইন বাস্তবে প্রয়োগ করা হয়

ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক্সের মৌলিক আইন চার্লস কুলম্বের সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ আবিষ্কার, যা অনেক ক্ষেত্রে এর প্রয়োগ খুঁজে পেয়েছে।

বিখ্যাত পদার্থবিজ্ঞানীর কাজগুলি বিভিন্ন যন্ত্র, যন্ত্র, যন্ত্রপাতি উদ্ভাবনের প্রক্রিয়ায় ব্যবহৃত হয়েছিল। উদাহরণস্বরূপ, একটি বাজ রড।

বজ্রপাতের রডের সাহায্যে বজ্রপাতের সময় আবাসিক ভবন এবং ভবনগুলিকে বজ্রপাত থেকে রক্ষা করা হয়। এইভাবে, বৈদ্যুতিক সরঞ্জাম সুরক্ষা ডিগ্রী বৃদ্ধি করা হয়।

বজ্রপাতের রড নিম্নলিখিত নীতি অনুসারে কাজ করে: বজ্রপাতের সময়, শক্তিশালী ইন্ডাকশন চার্জ ধীরে ধীরে মাটিতে জমা হতে শুরু করে, যা উপরে উঠে এবং মেঘের প্রতি আকৃষ্ট হয়। এই ক্ষেত্রে, মাটিতে একটি বরং বড় বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র তৈরি হয়। বজ্রপাতের রডের কাছে, বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রটি শক্তিশালী হয়ে ওঠে, যার কারণে ডিভাইসের ডগা থেকে একটি করোনা বৈদ্যুতিক চার্জ প্রজ্বলিত হয়।

আরও, মাটিতে গঠিত চার্জ বিপরীত চিহ্ন সহ মেঘের চার্জের প্রতি আকৃষ্ট হতে শুরু করে, যেমনটি চার্লস কুলম্বের আইন অনুসারে হওয়া উচিত। এর পরে, বায়ু আয়নকরণের প্রক্রিয়ার মধ্য দিয়ে যায় এবং বিদ্যুতের রডের শেষের কাছাকাছি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের শক্তি কম হয়ে যায়। সুতরাং, ভবনে বজ্রপাতের ঝুঁকি ন্যূনতম।

বিঃদ্রঃ! যে বিল্ডিংটিতে বজ্রপাতের রড স্থাপন করা হয়েছে সেটিতে আঘাত করা হলে আগুন থাকবে না এবং সমস্ত শক্তি মাটিতে চলে যাবে।

কুলম্বের আইনের উপর ভিত্তি করে, "পার্টিকেল অ্যাক্সিলারেটর" নামে একটি ডিভাইস তৈরি করা হয়েছিল, যা বর্তমানে প্রচুর চাহিদা রয়েছে।

এই ডিভাইসে, একটি শক্তিশালী বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র তৈরি করা হয়, যা এতে পতিত কণার শক্তি বৃদ্ধি করে।

কুলম্বের আইনে বাহিনীর দিকনির্দেশ

উপরে উল্লিখিত হিসাবে, দুটি বিন্দু বৈদ্যুতিক চার্জের মিথস্ক্রিয়া শক্তির দিক তাদের মেরুত্বের উপর নির্ভর করে। সেগুলো. একই নামের চার্জ বিকর্ষণ করবে, এবং বিপরীত চার্জের চার্জ আকর্ষণ করবে।

কুলম্ব বাহিনীকে ব্যাসার্ধ ভেক্টরও বলা যেতে পারে, কারণ তারা তাদের মধ্যে আঁকা লাইন বরাবর নির্দেশিত হয়.

কিছু শারীরিক সমস্যায়, জটিল আকৃতির দেহগুলি দেওয়া হয়, যা একটি বিন্দু বৈদ্যুতিক চার্জের জন্য নেওয়া যায় না, যেমন এর আকার উপেক্ষা করুন। এই পরিস্থিতিতে, বিবেচনাধীন দেহটিকে কয়েকটি ছোট অংশে ভাগ করতে হবে এবং কুলম্বের আইন ব্যবহার করে প্রতিটি অংশ আলাদাভাবে গণনা করতে হবে।

বিভাজন দ্বারা প্রাপ্ত বল ভেক্টরগুলি বীজগণিত এবং জ্যামিতির নিয়ম অনুসারে সংক্ষিপ্ত করা হয়। ফলাফল হল ফলের শক্তি, যা এই সমস্যার উত্তর হবে। সমাধানের এই পদ্ধতিকে প্রায়ই ত্রিভুজ পদ্ধতি বলা হয়।

আইন আবিষ্কারের ইতিহাস

উপরে বিবেচিত আইন দ্বারা দুটি পয়েন্ট চার্জের মিথস্ক্রিয়া প্রথম 1785 সালে চার্লস কুলম্ব দ্বারা প্রমাণিত হয়েছিল। পদার্থবিজ্ঞানী টর্শন ব্যালেন্স ব্যবহার করে প্রণীত আইনের সত্যতা প্রমাণ করতে পেরেছিলেন, যার অপারেশনের নীতিটি নিবন্ধে উপস্থাপিত হয়েছিল।

কুলম্ব আরও প্রমাণ করেছেন যে একটি গোলাকার ক্যাপাসিটরের ভিতরে কোন বৈদ্যুতিক চার্জ নেই। তাই তিনি বিবৃতিতে এসেছিলেন যে বিবেচনাধীন দেহগুলির মধ্যে দূরত্ব পরিবর্তন করে বৈদ্যুতিক শক্তির মাত্রা পরিবর্তন করা যেতে পারে।

এইভাবে, কুলম্বের সূত্র এখনও ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক্সের সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ আইন, যার ভিত্তিতে অনেক বড় আবিষ্কার করা হয়েছে। এই নিবন্ধের কাঠামোর মধ্যে, আইনের সরকারী শব্দ উপস্থাপন করা হয়েছিল, পাশাপাশি এর উপাদান অংশগুলি বিশদভাবে বর্ণনা করা হয়েছিল।

অনুরূপ নিবন্ধ: