Định luật Culụng

II. Trong quỏ trỡnh học

2. Định luật Culụng

2. Định luật Culụng

a. Định hướng mục tiờu

◊ Ta biết rằng hai vật cú khối lượng bất kỡ bao giờ cũng tỏc dụng lờn nhau một lực hấp dẫn. Lực này tỉ lệ với tớch khối lượng của hai vật và tỉ lệ nghịch với bỡnh phương khoảng cỏch giữa chỳng.

Xột cỏc vật mang điện cú kớch thước rất nhỏ so với khoảng cỏch giữa chỳng, gọi là cỏc điện tớch điểm. Chỳng hầu như khụng tỏc dụng lực hấp dẫn lờn nhau. Lực tương tỏc giữa cỏc điện tớch phụ thuộc vào dấu của cỏc điện tớch đú.

GV yờu cầu HS làm việc cỏ nhõn với cõu hỏi 3a và 3b trong phiếu học tập, gọi hai HS lờn bảng thực hiện. Thống nhất cỏc kớ hiệu F12 và F 21 để biểu diễn lực tỏc dụng lờn mỗi điện tớch. Sau đú yờu cầu cỏc HS khỏc nhận xột và sửa chữa những sai sút nếu

cú của học sinh, đặc biệt tương quan độ lớn của cỏc lực.

◊ Lực là đại lượng vộctơ, vộctơ này được xỏc định khi biết được điểm đặt, phương, chiều và độ lớn. Dựa vào tương tỏc hỳt hoặc đẩy giữa cỏc điện tớch ta cú thể xỏc định được phương và chiều của lực. Vậy vấn đề đặt ra là: “Độ lớn của lực tương tỏc giữa cỏc điện tớch đứng yờn cú tuõn theo quy luật nào khụng? Biểu thức toỏn học nào biểu thị quy luật đú?”

HS: ( Khụng trả lời được) b. Định hướng hành động

O Em hóy thử dự đoỏn xem độ lớn của lực tương tỏc giữa cỏc điện tớch đứng yờn phụ thuộc vào những yếu tố nào?

HS: ( liờn tưởng đến cỏc thớ nghiệm về tương tỏc giữa cỏc vật mang điện ở phần trước cú thể đưa ra cỏc dự đoỏn)

- phụ thuộc vào khoảng cỏch

- phụ thuộc vào độ lớn của cỏc điện tớch.

◊ Vỡ điều kiện thớ nghiệm khụng cho phộp, chỳng ta sẽ tỡm hiểu và ghi nhận cỏc sự kiện thực nghiệm đó nghiờn cứu về vấn đề này.

GV yờu cầu HS nghiờn cứu tài liệu trong SGK và GV cung cấp.

◊ Bằng những tổng kết cỏc kết quả thớ nghiệm, ụng nờu thành định luật được gọi là định luật Culụng.

GV yờu cầu HS đọc và ghi nhớ nội dung của định luật trong SGK. Sau đú làm việc cỏ nhõn với cõu hỏi 4 trong phiếu học tập. Viết biểu thức của định luật dưới dạng vụ hướng, nờu ý nghĩa của cỏc đại lượng.

O Hóy so sỏnh lực Culụng và lực hấp dẫn?

HS: Hai lực này giống hệt nhau về mặt hỡnh thức. Tuy nhiờn, lực hấp dẫn luụn là lực hỳt, lực Culụng khi là lực hỳt khi là lực đẩy. Khối lượng của cỏc vật luụn dương, cũn điện tớch là một đại lượng cú thể õm hoặc dương.

GV đưa ra cỏc cõu hỏi gợi ý để HS cú thể đưa ra biểu thức dạng vộctơ.

O Nếu gọi vộctơ r12 là vộctơ cú gốc là điện tớch q1, cú ngọn là điện tớch q2, em hóy cho biết quan hệ giữa vộctơ F12 và vộctơ r12 phụ thuộc vào dấu của cỏc điện tớch như thế nào?

O Nếu chọn tỉ số r12/r12 làm vộctơ đơn vị cho r12 thỡ biểu thức toỏn học biểu diễn mối quan hệ giữa lực F12 và r12 cú dạng như thế nào?

HS: 12 12 12 2 2 1 12 r r r q q k F   =

◊ Đú cũng chớnh là biểu thức của định luật Culụng dưới dạng vộctơ. Quan hệ giữa F 12

,F



21tuõn theo định luật III Niutơn, cú thể biểu diễn dưới dạng: F12 = -F



21.

◊ Khi cỏc điện tớch điểm được đặt trong mụi trường điện mụi đồng tớnh thỡ lực tương tỏc giữa chỳng thay đổi như thế nào? Biểu thức của lực tĩnh điện khi đú cú dạng như thế nào? Ta nghiờn cứu phần tiếp theo.