§ 30. Закон Кулона

У скляний циліндр на спеціальному тримачі було поміщено заряджену кульку 1 (див. рисунок). Обертаючи кришку циліндра, дослідник домагався, щоб кульки 1 і 2 доторкнулись одна до одної і частина заряду з кульки 1 перейшла на кульку 2. Однойменні заряди відштовхуються, тому кулька 2 відходила на деяку відстань. За кутом закручування дроту Кулон визначав силу взаємодії зарядів.

Потім, обертаючи кришку циліндра, дослідник змінював відстань між кульками та кожного разу вимірював силу їх відштовхування. Виявилося: коли відстань збільшувалась у два, три, чотири рази, сила взаємодії кульок зменшувалася відповідно в чотири, дев’ять і шістнадцять разів.
Провівши чимало подібних дослідів, Кулон зробив висновок, що сила F взаємодії двох точкових зарядів обернено пропорційна квадрату відстані r між ними:

[latex]F\sim\frac{1}{r^2}[/latex]

Для виявлення залежності сили F від зарядів кульок Кулон застосував такий прийом. Спочатку вчений вимірював силу взаємодії двох кульок — 1 і 2, які мали однаковий заряд q [latex](q_1=q;~q_2=q)[/latex].
Потім дослідник торкався кульки 1 незарядженою кулькою 3. Розміри кульок були однаковими, тому заряд розподілявся між кульками порівну, тобто на кульці 1 залишався заряд [latex]\frac{q}{2}[/latex]. Після цього Кулон вимірював силу взаємодії зарядженої кульки 1 [latex]\left(q_1=\frac{q}{2}\right)[/latex] і зарядженої кульки 2 [latex](q_2 =q)[/latex]. Продовжуючи ділити заряди кульок і здійснюючи вимірювання, учений переконався, що сила F взаємодії двох точкових зарядів [latex]q_1[/latex] і [latex]q_2[/latex] прямо пропорційна добутку модулів цих зарядів:

[latex]F\sim |q_1| \cdot |q_2|[/latex]