შებრუნებული კვადრატული კანონი

კულონის კანონში, მუხტებს შორის მანძილი განტოლებაში მოცემულია, როგორც $1/r^2$‍. ეს კულონის კანონს შებრუნებულ კვადრატულ კანონად აქცევს. კიდევ ერთი, კარგად ნაცნობი შებრუნებული კვადრატული კანონი ნიუტონის მიზიდულობის კანონია. ინტუიციურია, რომ ელექტრული ძალა დამუხტულ სხეულებს შორის მანძილის ზრდასთან ერთად მცირდება. მაგრამ რატომ მცირდება ის მანძილის კვადრატის პროპორციულად? იქნებ $2$‍ შემთხვევითობაა? ბუნების ოინი?

შებრუნებული კვადრატული კანონი ახასიათებს ყველაფერს, რაც სწორ ხაზებზე დანაკარგის გარეშე ვრცელდება. ორივეს, გრავიტაციასა და ელექტრული ძალას, ეს თვისება აქვს. ამ იდეის შესახებ იგავით მოგითხრობთ.

წარმოიდგინეთ, რომ რესტორანს პურზე ქარაქის წასმის პრობლემას აქვს. მათ სურთ თანამედროვეები იყვნენ და პურს კარაქი დანადგარით წაუსვან. რესტორნის მფლობელი ამისთვის კარაქის თოფს გამოიყენებს, მასში დამდნარი კარაქი იქნება და ის თოფიდან სწორ ხაზებად გადმოისხმევა.

აქ გვაქვს პურის ნაჭერი, კარაქი კი ხაზებად მიემართება მისკენ და მთლიანად ფარავს მას.

ახლა ერთი პურის ნაჭრის მაგივრად წარმოიდგინეთ, რომ პურის ნაჭრები უფრო შორსაა, კარაქის თოფიდან გაორმაგებულ მანძილზე. ახლა კვადრატად განლაგებული 4 ნაჭერი გვაქვს.

ახლა თოფის ნასროლი კარაქი ოთხ ნაჭერ პურს ხვდება, თუმცა კარაქის ფენა ოთხჯერ თხელი იქნება. ეს არის კარაქის წასმის შებრუნებული კვადრატული კანონი.

იდეის გავრცობა: გასამმაგებულ მანძილზე შეგვიძლია კარაქის მომხვედრ კვადრატში $3$‍-$3$‍ ნაჭერი, ჯამში $9$‍ ნაჭერი პური, განვათავსოთ. ამ შემთხვევაში, თითოეულ ნაჭერზე მოხვედრილი კარაქის სისქე ${\displaystyle \frac{1}{9}}$‍ იქნება, მისი „ეკონომიური“ გამოყენებისთვის.