કુલંબનો નિયમ લખો અને તેનું અદિશ સ્વરૂપ સમજાવો.
કુલંબનો નિયમ : "બે બિંદુવત્ સ્થિર વિદ્યુતભારો વચ્ચે પ્રર્વતતાં વિદ્યુતબળનું મૂલ્ય તે વિદ્યુતભારોના ગુણાકારના સમપ્રમાણમાં અને તેમની વચ્ચેના અંતરના વર્ગના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે."
ધારોકે, $q_{1}$ અને $q_{2}$ બે બિદુવત્ વિદ્યુતભારો એકબીજાથી $r$ અંતરે હોય, તો તેમની વચ્ચે પ્રવર્તતું (લાગતું) બળ $F \propto \frac{q_{1} q_{2}}{r^{2}}$ છે.
$\therefore F =k \frac{q_{1} q_{2}}{r^{2}}\dots(1)$
જ્યાં $k$ એ સપ્રમાણતાનો અચળાંક છે જેને કુલંબનો અચળાંક કહે છે.
પ્રયોગિક રીતે મેળવેલું $k$ નું મૂલ્ય $8.9875 \times 10^{9}\,Nm ^{2}\,C ^{-2}$ છે. વ્યવહારિક હેતુ માટે $k=9 \times 10^{9} Nm ^{2} C ^{-2}$ સેવામાં આવે છે.
જે વિદ્યુતભારો શૂન્યાવકાશના બદલે બીજા કોઈ માધ્યમમાં $r$ અંતરે હોય, તો આ માધ્યમમાં તેમની વચ્ચે લાગતું કુલંબબળ $F =\frac{q_{1} q_{2}}{4 \pi \epsilon_{0} r^{2}}$ થી મળે છે.
જ્યાં $\epsilon=\epsilon_{0} K$ છે અને $K$ ને સાપેક્ષ પરમિટિવિટી અને ડાઇઇલેક્ટ્રિક અચળાંક કહે છે.
આમ, બીજ કોઈ માધ્યમમાં બે વિદ્યુતભારો વચ્ચે લાગતું વિદ્યુતબળ, શૂન્યાવકાશમાં મળતાં વિદ્યતબળના $K$ માં ભાગનું થાય છે.
$\therefore F _{ m }=\frac{ F _{0}}{ K }$ જ્યાં $F _{ m }, F _{0}$ એ અનુક્રમે માધ્યમ અને શૂન્યાવકાશમાં વિદ્યુતબળ છે.
બે સમાન સૂક્ષ્મ (નાના) ગોળા પર $Q_1$ અને $Q_2$ વિદ્યુતભાર ($Q_1$ $>>$ $Q_2$)આવેલ છે. એકબીજા વચ્ચે લાગતું બળ $F_1$ છે. ગોળાને એકબીજા સાથે સંપર્કમાં લઈને તેટલા જ અંતરે રાખવામાં આવે છે. હવે તેમના વચ્ચે લાગતું બળ $F_2$ છે. તો $F_1/F_2$ ...... હશે.
આકૃતિમાં દર્શાવ્યા પ્રમાણે બે બાજુઓ સમાન હોય તેવા કાટકોણ ત્રિકોણના શિરોબિંદુઓ આગળ ત્રણ વિદ્યુતભાર $Q, +q$ અને $+q$ મૂકેલા છે. તંત્રની રચનાનું ચોખ્ખું સ્થિત વિદ્યુત શાસ્ત્રનું બળ શૂન્ય છે. જો $Q$ ........ ને સમાન છે.
એકબીજાથી $\mathrm{rcm}$ અંતરે આવેલા બે બિંદુવતત વિદ્યુતભારો $\mathrm{q}_1$ અને $\mathrm{q}_2$ વચ્ચે લાગતુ બળ $\mathrm{F}$ છે. જો આ બંને વિદ્યુતભારો ને $\mathrm{K}=5$ ડાય ઈલેક્ટ્રિક અચળાંક ધરાવતા માધ્યમ $\mathrm{r} / 5 \mathrm{cm}$ અંતરે મુકવામાં આવે તો તેમની વચ્ચે લાગતુ બળ ......
કુલંબના નિયમનું સદિશ સ્વરૂપ ચર્ચો અને તેને સદિશ સ્વરૂપમાં દર્શાવવાનું મહત્વ જણાવો.
$10\,\mu C$ વીજભારને બે ભાગમાં વિભાજીત કરીને $1\,cm$ નાં અંતરે એવી રીતે મૂકવામાં આવે છે, કે જેથી તેના પર લાગતું અપાકર્ષી બળ મહત્તમ હોય. બે ભાગના વીજભાર ......... છે.