Загадки электричества
Подумайте о задаче № 10. Нет ли в ней такого явления, которое, действительно, было бы совершенно немыслимо с точки зрения нашей, людей, изучающих электричество?
В рассказе говорится, что оба чулка, брошенные в стену, прилипли к ней, т. е. обнаружили силу притяжения электричества. Но один чулок был вложен в другой, следовательно оба разноименных заряда на черном и белом чулке были взаимно нейтрализованы. Таким образом, никакой внешней силы такая пара чулок проявить не могла. Силы притяжения положительного и отрицательного электричества были направлены друг на друга. Один чулок притягивал другой, но вместе они не могли притянуться к стене. Если бы ученый вытащил черный чулок из белого, то тогда каждый из них отдельно обладал бы всеми свойствами наэлектризованного тела.
Когда мы, наконец, догадались, в чем заключалась ошибка в моем рассказе, кто-то сказал, что было бы очень интересно узнать, достаточной ли силой обладает заряд чулка для того, чтобы удержать чулок на стене.
— Вообще, интересно бы знать, с какой силой притягиваются или отталкиваются два заряда.
— Это нетрудно,—заявил самый знающий из нас.—Вспомните закон Кулона 1:
Сила взаимодействия f двух электрических зарядов q1 и q2 прямо пропорциональна произведению количества электричества этих зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними r2.
Зная количество электричества этих зарядов и расстояние между ними, вы легко найдете величину силы их отталкивания или притяжения.
Необходимо напомнить, что формула Кулона может быть написана в указанном виде f=q1∙ q2 /r2 только при условии, если мы измеряем все величины в соответствующих единицах: силу в динах 2, расстояние в сантиметрах и количество электричества в электростатических единицах. За электростатическую единицу количества электричества принимают-такой заряд, который отталкивает равный себе одноименный заряд, находящийся на расстоянии 1 см, с силой, равной 1 дине.
— Вот кстати, — сказал самый придирчивый из нас, — мне никогда не было ясно, почему сила взаимодействия убывает пропорционально квадрату расстояния? Расстояние увеличилось вдвое и сила должна уменьшиться вдвое, а по формуле вчетверо. Непонятно!
Этот вопрос остался без ответа, и мы решили поставить его для всех членов кружка, как
1 Выяснить силу притяжения чулка к стене на оснопании закона Кулона нельзя, так как этот закон имеет в виду лишь простейший случай взаимодействия двух зарядов; например: взаимодействие двух наэлектризованных шаров. Заряды же чулок распределены слоем значительной площади и требуют сложных формул для вычисления.
2 1 дина равна силе, которая 1г. массы сообщает ускорение 1 см в 1 сек; 1г. — 980 динам.