Әдістемелік нұсқау Физика 10

48
Электр  зарядына  ғылыми  көзқарас  тұрғысынан  былайша  анықтама 
беріледі: 
электр  заряды  деп  денелердің  немесе  бөлшектердің  сыртқы 
электромагниттік өріспен өзара әсерлесуін сипаттайтын қасиетін айтады. 
Электр  зарядының  екі  тегі  бар: 
оң  заряд  (мысалы,  протонның  заряды) 
және 
теріс заряд (мысалы, электронның заряды). Олардың сандық мәндері 
электрленген денелердің күш өрісіндегі өзара әсерлерімен анықталады. Бұл 
анықтама мектептегі физика курсында рет-ретімен біртіндеп ашылуы тиіс. 
Заряд ұғымын бөлшектердің электромагниттік өзара әсерінде көрініс табатын 
олардың қасиеті ретінде енгізуге болады.
Электр өрісін оқыту кезінде зарядтар оның көздері, ал өрістің негізгі қасиеті 
оның біршама күшпен зарядталған бөлшектерге әсері ретінде қарастырылады.
Барлық электрлік және магниттік құбылыстардың жиынтығы – бұл электр 
зарядтарының бар екенінің, қозғалыстың және өзара әсерлердің айғағы болып 
табылады.
Сонымен  бірге  оқушылардың  назарын  зарядтың  сақталу  заңы 
— 
табиғаттың  іргелі  заңдарының  бірі  екеніне  аудару  қажет.  Бұл 
электродинамикада оқылатын заңдардың алғашқысы. Осыған орай заңдардың 
тек  белгілі  бір  жағдайларда  ғана  орындалатынын  оқушыларға  ескерткен 
жөн, ал зарядтардың сақталу заңы орындалу үшін денелер жүйесінің басқа 
денелерден 
электрлік оқшаулығы қажетті шарт болып табылатынына баса 
көңіл аудару керек.
Кулон заңы тақырыптың аса маңызды заңдарының біріне жатады. Кулон 
заңын оқып үйрену барысында заңды ашуға арналған тәжірибені қарастыруға 
және одан шығатын қорытындыларға баса назар аударылады.
Кулон  заңын  түсіндіру  үшін  Кулонның 
айналмалы  таразысы  пайда-
ланылады. Алайда зарядталған денелердің өзара әсер күшін өлшеудің мұндай 
тәсілі оқушылар үшін қиындық туғызады.
Ал электрлік күштерді өлшеу үшін массалары салыстырмалы түрде үлкен 
емес  денелердің  арасындағы  гравитациялық  күштерді  өлшеуге  арналған 
сезімталдығы  жоғары  аспап  қажет  емес.  Осыны  ескере  отырып,  Кулон 
заңының  ашылу  тарихын  қысқаша  баяндап  және  8-сынып  оқулығында 
берілген сурет бойынша (курстың сабақтастығын қамтамасыз етеді) айналмалы 
таразының тек құрылысы туралы мағлұмат беруге болады.
Электрлік күштердің арақашықтыққа тәуелділігін 8-суретте көрсетілген 
қарапайым таразымен түсіндіруге болады. Иінді таразыларды пайдаланған 
жағдайда  зарядталған  (
1  және  2)  шарлардың  өзара  әсер  күші  таразы 
табағындағы (
3) “тастардың” шамасы арқылы, ал арақашықтық сызғышпен 
(
4) өлшенеді.
Ал иіндері тең емес таразы түріндегі арнайы қондырғы (9-сурет) бар болса, 
оның көмегімен Кулон заңын өрнектейтін тәуелділікті көрсетуге болады. Егер 
ондай қондырғы болмаған жағдайда, оны оқушылардың өздеріне дайындауға 
тапсырма  беруге  болады.  Осыған  байланысты  жаратылыстану-математика 
бағытындағы сыныптардағыдай қоғамдық-гуманитарлық бағыттағы сыныптар 
үшін де Физика кабинеті мен көрсетілімдік тәжірибелердің рөлі тым жоғары 
болатынын тағы да атап өтеміз.
9-суреттегі таразы көлденең бағытта қарама-қарсы салмақпен теңгерілетін 
иіндік болып табылады. Иіндікке диаметрі 20 мм жуық жеңіл металл шар 

49
оқшаулағыш  (заряд  өткізбейтін)  арқылы  ілінген.  Қарама-қарсы  салмақты 
жылжыта отырып, иіндіктің ұшын жоғары нүктелік зарядталған шарға қарсы 
тұратындай  етіп  иіндікті  көлденең  бағытта  орнатады.  Барлық  қондырғы 
тұрғыға  бекітілген  таразыдан,  оқшауланған  білікшедегі  шардан  және  шар 
центрлерінің  арасындағы  қашықтықты  өлшеуге  ыңғайлы  етіп  орнатылған 
сызғыштан тұрады.
Қондырғы дайын болғанда, екі шар да электрофор мәшинесінің көмегімен 
зарядталады  және  тұрғыдағы  (штативтегі)  шарды  екінші  шардан  5-6  см 
қашықтыққа  орналастырады.  Осы  кезде  таразы  тепе-теңдік  қалпынан 
ауытқиды,  оларды  алғашқы  көлденең  жағдайға  қайтару  үшін  иіндікке 
сымнан жасалған рейтер-сақина кигізеді де оны иіндік бойымен иіндіктің ұшы 
нүктелік  таңбамен  сәйкес  болғанша  жылжытады.  Бұдан  кейін  шарлардың 
біреуінің  зарядын  екі  есе  азайтады,  ол  үшін  оны  оқшауланған  тұтқадағы 
өлшемі  дәл  сондай  үшінші  зарядталмаған  шармен  жанастырады.  Тағы  да 
рейтерді иінтірек бойынша жылжыта отырып, таразылардың тепе-теңдігіне 
қол жеткізеді. Сонда күш иінінің 2 есе азайғанын көреміз, демек, шарлардың 
тебілу күштері 2 есе азаяды. Осы тәсілмен зарядты 4 есе азайтсақ, тебілу күші 
де 4 есе азайғанын байқаймыз.
Екінші шардың зарядын өзгерте отырып тәжірибені қайталап, жүргізілген 
бақылаулардан 
зарядталған  екі  дененің  өзара  әсер  күші  зарядтардың 
әрқайсысының шамасына пропорционал деген қорытынды шығады.
Өзара  әсер  күшінің  қашықтыққа  тәуелділігін  тәжірибеде  көрсету  үшін 
тағы да екі шарды зарядтап, олардың арақашықтығын анықтайық. Ол үшін 
шарларды бір-бірінен 5 см қашықтыққа орналастырып, таразылардың тепе-
теңдігі кезінде иіндіктегі рейтердің орны бойынша күш шамасын анықтайық. 
Содан кейін шарлардың арасындағы қашықтықты 2 есе арттырып (10 см), 
таразыны  тепе-теңдікке  келтіргенде  әсер  күштің  4  есе  азайғанына  көз 
жеткіземіз.  Егер  зарядталған  шарлардың  арақашықтығын  3  есе  арттырып 
тәжірибені  тағы  да  қайталасақ,  онда  өзара  әсер  күшінің  9  есе  азайғанын 
көруге болады, яғни бұның Кулон заңынан туындайтынын көреміз.
Дүниетанымдық  көзқарас  тұрғысынан  Кулон  заңын  Бүкіләлемдік 
тартылыс  заңымен  салыстыруға  болады.  Сөйтіп,  өзара  әсердің 
электрлік 
және 
гравитациялық екі түріне баса назар аудару керек.
8-сурет
9-сурет