Abschnitt der Präsentation zum Gesetz von Coulomb. Präsentation zur Problembehandlung nach dem Coulombschen Gesetz

Charles Augustin Coulomb

1736 - 1806

Kindheit, Studienjahre

Charles Augustin Coulomb wurde am 14. Juni 1736 in der französischen Stadt Angoulême geboren. Sein Vater, ein Regierungsbeamter, zog bald nach der Geburt von Charles mit seiner Familie nach Paris, wo er einige Zeit eine lukrative Position in der Steuereintreibung bekleidete.

Er ging jedoch bald bankrott und kehrte in seine Heimat zurück, nach Südfrankreich, nach Montpellier. Charles und seine Mutter blieben in Paris. In den späten 1740er Jahren er

in einem platziert beste Schulen jener Zeit - das "College of the Four Nations", auch bekannt als das College of Mazarin.

Kindheit, Studienjahre

Das Unterrichtsniveau am College war ziemlich hoch, der Mathematik wurde viel Aufmerksamkeit geschenkt. Der junge Charles war von den exakten Wissenschaften so hingerissen, dass er sich entschieden gegen die Absichten seiner Mutter stellte, für ihn den Beruf eines Arztes oder im Extremfall eines Anwalts zu wählen. Der Konflikt wurde dadurch so ernst,

dass Charles Paris verließ und zu seinem Vater nach Montpellier zog.

militärischer Ingenieur

In Montpellier wurde bereits 1706 eine wissenschaftliche Gesellschaft gegründet, die zweite nach der Metropolitan Academy. Im Februar 1757 las der 21-jährige Coulomb seine erste wissenschaftliche Arbeit„Geometrische Skizze durchschnittlicher Proportionalkurven“ und wurde bald zum Beisitzer im Fach Mathematik gewählt.

Aber dies brachte nur moralische Befriedigung, es war notwendig, einen weiteren Weg zu wählen. Nach Rücksprache mit seinem Vater entschied sich Charles für eine Karriere als Militäringenieur. Nach dem

Prüfungen (ziemlich schwierig, so dass die Vorbereitung darauf neun Monate Unterricht mit einem Lehrer erforderte) ging Charles Coulomb nach Mézières, an die Military Engineering School, eine der besten höheren technischen Schulen Bildungsinstitutionen diese Zeit.

militärischer Ingenieur

Die Ausbildung an der Schule wurde praxisorientiert durchgeführt: Neben Mathematik und Physik wurden auch viele angewandte Disziplinen studiert - vom Bauwesen bis zu Fragen der Arbeitsorganisation

(Zuhörer wurden mit der Führung von Bauernbrigaden betraut, die für öffentliche Arbeiten mobilisiert wurden). Coulomb schloss die Schule 1761 ab. Obwohl die Meinung des Schulleiters über ihn an manchen Stellen überhaupt nicht begeistert ist („Seine Arbeit an der Belagerung ist schlechter als der Durchschnitt, die Zeichnungen sind sehr schlecht gemacht, mit Radierungen und Markierungen ... Er glaubt, dass Holz für Waffen Kutschen und Wagen findet man einfach im Wald ...“ ), Charles Coulomb war einer der besten Absolventen.

Die ersten 10 Dienstjahre

Nachdem Charles Coulomb den Rang eines Leutnants erhalten hatte, wurde er nach Brest geschickt, einem der wichtigsten Häfen an der Westküste Frankreichs. In Brest wurde Coulomb mit kartografischen Arbeiten im Zusammenhang mit dem Bau und der Umstrukturierung von Befestigungsanlagen an der Küste betraut. In weniger als zwei Jahren Coulomb

musste dringend

am Bau einer Festung auf der Insel Martinique in Westindien zu arbeiten, um sie vor den Briten zu schützen.

Die ersten 10 Dienstjahre

Coulomb, unter dessen Kommando fast eineinhalbtausend Menschen arbeiteten, sah sich vielen sehr gegenüber herausfordernde Aufgaben. Die Arbeitsbedingungen waren schwierig, das Klima sehr schwierig, es gab nicht genug Leute, und sogar diejenigen, die es brauchten

blieb, schwer krank. Coulomb selbst wurde während seiner achtjährigen Arbeit auf der Insel acht Mal schwer krank und kehrte anschließend mit stark beeinträchtigter Gesundheit nach Frankreich zurück. Die gewonnene Erfahrung hatte einen hohen Preis.

Nach der Rückkehr nach Hause

Nach seiner Rückkehr nach Frankreich wurde Coulomb 1772 Bushen zugeteilt. Hier waren die Arbeitsbedingungen viel einfacher, und die wissenschaftliche Tätigkeit konnte wieder fortgesetzt werden.

1775 kündigte die Pariser Akademie der Wissenschaften eine Wettbewerbsaufgabe an: „Finde den besten Weg, um Magnetpfeile herzustellen, hänge sie auf und überprüfe, ob ihre Richtung übereinstimmt

Richtung des magnetischen Meridians. Das Problem der optimalen Anordnung des Kompasses und der Aufhängung der Magnetnadel fesselte Coulomb. Und 1777 wurde Charles Coulomb Gewinner eines Wettbewerbs, der der Entwicklung eines Instruments zur Untersuchung des Erdmagnetfelds gewidmet war, und stürzte sich sofort in eine andere große Arbeit: die Untersuchung der Reibung.

In Paris

1781 erfüllte sich Coulombs langjähriger Wunsch: Er wurde nach Paris versetzt, wo Charles Augustin am 12. Dezember 1781 zum Akademiker in der Klasse der Mechaniker gewählt wurde.

In der Hauptstadt fiel Charles Coulomb fast sofort viele Fälle auf, darunter auch Verwaltungssachen. Einige von ihnen waren sowohl politisch als auch einer davon sogar

endete für Coulomb mit einer einwöchigen Haftstrafe in der Abtei Saint-Germain des Pres.

Trotz des Zeitmangels engagiert sich Coulomb jedoch weiterhin für wissenschaftliche Aktivitäten. Er formulierte die Torsionsgesetze; erfand eine Torsionswaage, mit der er selbst die elektrischen und magnetischen Wechselwirkungskräfte maß.

Coulomb-Gesetz

1784 legte Charles Coulomb der Akademie seine Arbeit vor, eine Abhandlung über das Verdrehen dünner Metallfäden, und 1785-1789 sieben Abhandlungen über Elektrizität und Magnetismus, in denen er formulierte

das Wechselwirkungsgesetz von elektrischen Ladungen und Magnetpolen, später Coulombsches Gesetz genannt.

Die experimentelle Begründung des Coulombschen Gesetzes ist Inhalt der ersten und zweiten Memoiren. Dort formuliert der Wissenschaftler das Grundgesetz der Elektrizität: „Die abstoßende Kraft zweier kleiner Kugeln elektrisiert

Elektrizität einer Natur, ist umgekehrt proportional zum Quadrat des Abstandes zwischen den Mittelpunkten der Kugeln.

Privatleben

Wann genau Coulomb zum Familienvater wurde, ist unklar. Es ist nur bekannt, dass die Frau der Wissenschaftlerin Louise Françoise, geborene Desormo, viel jünger war als er. Offiziell wurde ihre Ehe erst 1802 eingetragen, obwohl der erste Sohn von Coulomb, benannt nach seinem Vater Charles Aposten, 1790 geboren wurde. Der zweite Sohn, Henri Louis, wurde 1797 geboren.

Ende 1793 verschärfte sich die politische Situation in Paris noch mehr.

Daher beschloss Charles Coulomb, von Paris wegzuziehen. Er zieht mit seiner Familie auf sein Anwesen in der Nähe von Blois. Hier verbringt der Wissenschaftler fast anderthalb Jahre auf der Flucht vor politischen Stürmen.

Letzten Jahren

Charles Coulomb widmet der Organisation die letzten Jahre seines Lebens neues System Ausbildung in Frankreich. Das Reisen durch das Land untergrub schließlich die Gesundheit

Wissenschaftler. Im Sommer 1806 erkrankte er an einem Fieber, das sein Körper nicht mehr verkraftete. Coulomb starb am 23. August 1806 in Paris.

Charles Coulomb hinterließ seiner Frau und seinen Söhnen ein ziemlich bedeutendes Erbe. Als Zeichen des Respekts für

In Erinnerung an Coulomb wurden seine beiden Söhne auf öffentliche Kosten in privilegierten Bildungseinrichtungen identifiziert.

PHYSIK-UNTERRICHT IN 10 KLASSE

Elektrifizierung. Coulomb-Gesetz
Lehrer Kononow Gennady Grigorjewitsch
Schule Nr. 580 Bezirk Primorski

Sankt Petersburg

UNTERRICHTSPLAN

Die Struktur des Atoms
Elektrifizierung von Körpern
Gesetz der Ladungserhaltung
Coulomb-Gesetz
Selbständiges Arbeiten (6min)

ELEKTROMAGNETISCHE WECHSELWIRKUNGEN

1. Licht, Radiowellen, Fernsehen
2. Hält Atome und Moleküle
3. Elastizitäts- und Reibungskräfte
4. Chemische Reaktionen
5. Elektromotoren

ELEKTRIFIZIERUNG

1. Wenn elektrifiziert beide Körper sind geladen beteiligt
2. Elektrifizierung- Dies ist der Prozess der Ladungsgewinnung durch Körper während der Wechselwirkung (Reibung, Stoß, Berührung, Strahlung)
3. Grad der Elektrifizierung gekennzeichnet durch das Vorzeichen und die Größe der elektrischen Ladung

ELEKTRISCHE LADUNG - ist eine physikalische Größe, die die Stärke der elektromagnetischen Wechselwirkung bestimmt bezeichnet mit dem Buchstaben q, gemessen in Coulomb elektrische Ladung gehört zum Elektron und heißt elementare Ladung e \u003d -1,6 10 C

STRUKTUR DES ATOMS

Im Zentrum eines Atoms befindet sich ein positiv geladener Kern, um den Elektronen kreisen.
Die Ladung der Protonen im Kern ist gleich der Ladung der Elektronen, die um den Kern kreisen, also sind die Atome neutral.
Ein Atom kann Elektronen abgeben (positives Ion) oder neue aufnehmen (negatives Ion)

SCHLUSSFOLGERUNGEN AUS DER IONENBILDUNG

Es gibt zwei Arten von elektrischen Ladungen, die üblicherweise positiv und negativ genannt werden.
Ladungen können von einem Körper auf einen anderen übertragen werden. ( Anders als die Masse eines Körpers ist eine elektrische Ladung keine inhärente Eigenschaft eines bestimmten Körpers. Derselbe Körper kann unter verschiedenen Bedingungen eine unterschiedliche Ladung haben).
Gleiche Ladungen stoßen sich ab, ungleiche Ladungen ziehen sich an. ( Dies zeigt auch den grundlegenden Unterschied zwischen elektromagnetischen Kräften und Gravitationskräften. Gravitationskräfte sind immer Anziehungskräfte.)

ELEKTROSKOP Elektrometer- ein Gerät zum Erfassen und Messen elektrischer Ladungen. Es besteht aus einem Metallstab und einem Pfeil, der sich um eine horizontale Achse drehen kann. Die Pfeilspitze ist vom Metallgehäuse isoliert. Wenn ein geladener Körper mit dem Stab eines Elektrometers in Kontakt kommt, verteilen sich elektrische Ladungen gleichen Vorzeichens entlang des Stabs und des Pfeils. Die Kräfte der elektrischen Abstoßung bewirken, dass sich der Pfeil um einen bestimmten Winkel dreht, anhand dessen man die auf den Stab des Elektrometers übertragene Ladung beurteilen kann. ELEKTROSKOP Die Übertragung von Ladung von einem geladenen Körper zu einem Elektrometer. Die Teilbarkeit der Ladung ist das Erhaltungsgesetz der elektrischen Ladung.

In einem isolierten System bleibt die algebraische Summe der Ladungen aller Körper konstant:

Kernreaktionen
Dissoziationsreaktion

AUFGABE 1

Zwei identische Kugeln mit den Ladungen 3e und -7e werden in Kontakt gebracht und auseinandergespreizt. Welche Ladung haben die Kugeln?
Gegeben: Lösung

ANHÄNGERGESETZ

F - Wechselwirkungskraft (N)

k = 9 10 - Koeffizient

q1, q2 sind Körperladungen (C)

ε - Dielektrikum

mittlere Durchlässigkeit

r - Abstände zwischen

Gebühren (m)

1 GESETZ DES ANHÄNGERS

Die Wechselwirkungskräfte fester Ladungen sind direkt proportional zum Produkt der Module der Ladungen und umgekehrt proportional zum Quadrat des Abstands zwischen ihnen
Wechselwirkungskräfte gehorchen

AUFGABE 2 Mit welcher Kraft wirken zwei Punktladungen von 10 nC und 15 nC in einem Abstand von 5 cm zueinander? AUFGABE 2

Gegeben: C Lösung

AUFGABE 3 SELBSTSTÄNDIGE ARBEIT

1. Schreiben Sie den Nachnamen und die Variante
2. Es werden 6 Fragen gestellt und jeweils 4 Antworten gegeben. 3. Nur eine richtige Antwort
4. Für die Eingabeaufforderung und für die Verwendung des Antwortergebnisses einer anderen Person wird die Punktzahl reduziert
5. Jede Frage hat 1 Minute (60s) Zeit
6. Folien wechseln automatisch.

Zeit ist um

1. Die für die Arbeit vorgesehene Zeit ist abgelaufen.
2. Überprüfen Sie das Vorhandensein des Nachnamens und der Nummer der Variante
3. Reichen Sie Ihre Arbeit ein
4. Vielen Dank für Ihre Arbeit
5. Wir analysieren die richtigen Antworten weiter

HAUSAUFGABEN

§85-88
Lernen Sie Formeln und Definitionen

Charles de Coulomb wurde in Angoulême als Sohn eines Regierungsbeamten geboren. Er studierte an einer der besten Schulen für junge Menschen adeliger Herkunft „College der Vier Nationen“ (College Mazarin). Nach seinem Abschluss an dieser Institution bestand er die Prüfungen und trat im Februar 1760 in die Militäringenieurschule in Mezieres ein, eine der besten höheren technischen Bildungseinrichtungen des 18. Jahrhunderts. Er absolvierte die Schule 1761, erhielt den Rang eines Leutnants und wurde nach Brest geschickt, wo er sich etwas mehr als ein Jahr lang mit kartografischen Arbeiten beschäftigte. Anschließend diente Coulomb mehrere Jahre in den Pioniertruppen auf der französischen Insel Martinique in Fort Bourbon. Ich war oft schwer krank. Aus gesundheitlichen Gründen musste er nach Frankreich zurückkehren, diente in La Rochelle und Cherbourg. 1781 ließ er sich in Paris nieder und diente als Quartiermeister für Wasser und Brunnen. Nach dem Ausbruch der Revolution 1789 zog er sich zurück und zog auf sein Gut in Blois.

Bereits in den frühen 1990er Jahren, nach seiner Rückkehr aus Martinique, engagierte sich Coulomb aktiv in der wissenschaftlichen Forschung. Er veröffentlichte Arbeiten zur technischen Mechanik (Baustatik, Theorie der Windmühlen, mechanische Aspekte der Torsion von Fäden etc.). Coulomb formulierte die Torsionsgesetze; erfand eine Torsionswaage, mit der er selbst die elektrischen und magnetischen Wechselwirkungskräfte maß.

1781 beschrieb er Versuche zur Gleit- und Rollreibung und formulierte die Gesetze der Trockenreibung. Im selben Jahr wurde er Mitglied der Pariser Akademie der Wissenschaften. Von 1785 bis 1789 veröffentlichte er sieben Memoiren, in denen er das Gesetz der Wechselwirkung elektrischer Ladungen und Magnetpole (Coulombsches Gesetz) sowie das Muster der Verteilung elektrischer Ladungen auf der Oberfläche eines Leiters formulierte. Einführung der Konzepte des magnetischen Moments und der Polarisation von Ladungen. 1789 veröffentlichte er eine Arbeit über die Theorie der Gleitreibung.

Bereits nach der Revolution lud die Akademie der Wissenschaften den Wissenschaftler wiederholt nach Paris ein, um an der Bestimmung von Gewichten und Maßen (eine Initiative der Revolutionsregierung) mitzuwirken. Coulomb wurde eines der ersten Mitglieder Nationales Institut das ersetzte die Akademie. 1802 wurde er zum Inspektor öffentlicher Gebäude ernannt, aber seine im Dienst untergrabene Gesundheit erlaubte es dem Wissenschaftler nicht, sich in dieser Position wesentlich zu beweisen. Coulomb starb am 23. August 1806 in Paris. Sein Name ist in der Liste der größten Wissenschaftler Frankreichs enthalten, die sich im ersten Stock des Eiffelturms befindet.

Folie 1

Folie 2

Wiederholung des behandelten Stoffes: 1. Warum werden beide Körper aufgeladen, wenn sie durch Reibung elektrisiert werden? 2. Bestimmen Sie das Zeichen der überschüssigen Ladungen auf dem Baum, nachdem die Katze daran gerieben hat. Welches Zeichen haben die auf dem Fell der Katze hinterlassenen Ladungen?

Folie 3

3. Bleibt die Masse des Körpers bei der Elektrifizierung unverändert? 4. Formulieren Sie das Ladungserhaltungsgesetz. 5. Am 22. März 1969 veröffentlichte die Zeitung Izvestia den folgenden Bericht: „... Ein merkwürdiges Phänomen wird jetzt in Schweden beobachtet ... Sie sagen Hallo zur Hand, und plötzlich schlägt Sie eine Strömung und greift nach einer Art Metall Objekt - ein weiterer Schlag. Was ist los? In Skandinavien ist die Luft mittlerweile so trocken, dass statische Elektrizität den Körper nicht verlässt, sondern sich in großen Mengen in ihm ansammelt. Durch die überdimensionale Elektrifizierung werden die Menschen reizbarer und übererregbarer. Inwieweit sind die Schlussfolgerungen der Autoren aus physikalischer Sicht gerechtfertigt?

Folie 4

1785 erhielt der französische Wissenschaftler Charles Augustin Coulomb die ersten Ergebnisse von Experimenten zur Messung der Wechselwirkungskraft zwischen zwei Punktladungen. Coulomb verwendete eine Torsionswaage, um diese Kraft zu messen.

Folie 5

Torsionswaage: ungeladene Kugel stationäre geladene Kugel leichter Isolierstab elastischer Faden Papierscheibe Skala

Folie 6

Eine Punktladung ist ein geladener Körper, dessen Größe viel kleiner ist als die Entfernung seiner möglichen Wirkung auf andere Körper.

Folie 7

Coulombsches Gesetz: Die Wechselwirkungskraft zwischen zwei Festpunktladungen im Vakuum ist direkt proportional zum Produkt der Ladungsmodule, umgekehrt proportional zum Quadrat des Abstands zwischen ihnen und entlang einer geraden Linie gerichtet, die diese Ladungen verbindet: q1 * q 2 F 12 \u003d kr2

Folie 8

wobei: q1 q2 - Ladungswerte [C] r - Abstand zwischen ihnen [m] k - Proportionalitätskoeffizient F12 - Coulomb-Kraft [N] Coulomb ist eine elektrische Ladung, die bei einer Stromstärke von durch den Querschnitt des Leiters fließt 1A in 1 s.

Folie 9

In SI ist der Proportionalitätskoeffizient im Coulombschen Gesetz: N*m2 k = 9* 109 C2 1 k = 4πε0 wobei ε0= 8,85*10-12Cl2/ (N*m2) die elektrische Konstante ist

Folie 10

Betrachten Sie die Wechselwirkungskräfte von Ladungen: Die Coulomb-Kraft gehorcht Newtons 3. Gesetz: F12 = F21

Folie 11

Zentral ist die Coulomb-Kraft. Die Wechselwirkungskräfte von 2 bewegungslosen, punktuell geladenen Körpern werden entlang der geraden Linie gerichtet, die diese Körper verbindet.

Folie 12

Grenzen der Anwendbarkeit des Gesetzes: Geladene Körper müssen punktförmig sein: Die Größe der Körper ist viel geringer als die Abstände zwischen ihnen. Bei vergleichbaren Abmessungen und Abständen ist das Coulombsche Gesetz nicht anwendbar. In diesem Fall ist es notwendig, den Körper mental in so kleine Volumen zu "zerlegen", dass jedes von ihnen die Punktbedingung erfüllt. Die Aufsummierung der zwischen den Elementarvolumina geladener Körper wirkenden Kräfte ermöglicht die Bestimmung der elektrischen Kraft. Aufgeladene Körper müssen bewegungslos sein. Wenn sich geladene Körper bewegen, manifestiert sich die Wirkung eines Magnetfelds, das durch Bewegung entsteht.