THE електрическа сила е силата, която възниква, когато има два електрически заряда, взаимодействащи един с друг с електрическите полета. Изчисляваме интензитета му с помощта на Законът на Кулон.
Посоката му е според въображаемата линия, свързваща зарядите, а посоката му варира според знаците на електрическите заряди. Така че, когато \(q\geq0\), посоката между силите е привлекателна. Но когато \(q<0\), посоката между силите е отблъскваща.
Законът на Кулон, освен че се използва при изчисляването на силата, свързва тази електростатична сила с квадратното разстояние между зарядите и средата, в която са вкарани. Работата на електрическата сила може да се намери по количеството енергия, което електрически заряд трябва да стигнете от едно място до друго, независимо от избрания маршрут.
Прочетете също: Как протича движението на електрическите заряди?
Резюме на електроенергията
Електрическата сила се занимава с взаимодействието между електрическите заряди.
Посоката на електрическата сила е същата като въображаемата линия, свързваща електрическите заряди. привлекателен или отблъскващ в зависимост от знаците на зарядите, а интензитетът му се изчислява по закона за Кулон.
Законът на Кулон свързва големината на електрическата сила с разстоянието между два електрически заряда.
Електрическите заряди от подобни знаци се привличат един друг. Зарядите с противоположни знаци се отблъскват.
Работата може да се изчисли чрез „усилието“, което електрическият заряд прави, за да се премести от една точка в друга.
Какво представлява и какъв е произходът на електрическата сила?
Електростатичната сила, обикновено наричана електрическа сила, е част от четирите фундаментални взаимодействия на Вселената, заедно със силните ядрени, слабите ядрени и гравитационни сили. Появява се винаги, когато има електрическо поле с електрически заряд вътре в него.
Ориентацията на електрическата сила е както следва:
Посока: успоредно на въображаемата линия, свързваща електрическите заряди.
смисъл: привлекателен, ако зарядите имат еднакъв знак или отблъскващ, ако зарядите имат противоположни знаци.
интензивност: изчислено по закона на Кулон.
Законът на Кулон
Законът на Кулон е физическият принцип, отговорен за връзката между електростатичната сила и разстоянието между два електрически заряда, потопени в една и съща среда. Тя е разработена от Шарл-Огюстин дьо Кулон (1736‒1806) през 1785г.
Има съотношение на пропорционалност между сила и натоварвания, но силата е обратно пропорционална на квадрата на разстоянието, тоест ако удвоим разстоянието, силата намалява \(\frac{1}{4}\) от първоначалната му стойност.
\(\vec{F}\propto\left| Q_1\right|\ e\left| Q_2\right|\)
\(\vec{F}\propto\frac{1}{d^2}\)
Струва си да се спомене значението, което знакът на електрическите заряди има при определянето на посоката на действащата сила между тях, като е привлекателен за заряди с противоположни знаци и отблъскващ, когато зарядите имат противоположни знаци. се равнява.
Формулата на закона на Кулон е представена от:
\(\vec{F}=k\frac{\left| Q_1\right|\ \bullet\left| Q_2\right|}{d^2}\)
\(\vec{F}\) е силата на взаимодействие между електрически заредени частици, измерена в Нютон [N].
\(\вляво| Q_1\вдясно|\) и \(\ляво| Q_2\вдясно|\) са модулите на заряда на частиците, измерени в Кулон \([° С]\).
д е разстоянието между зарядите, измерено в метри [m].
к е електростатичната константа на средата, измерена в \({\вляво (N\bullet m\вдясно)^2/C}^2\).
Наблюдение: Електростатичната константа се променя в зависимост от средата, в която се намират зарядите.
→ Видео урок по закона на Кулон
електрическа силова работа
Работата е прилагането на сила за изместване и е без значение кой път е изминал, стига да тръгват от една и съща точка към едно и също място.
С оглед на това, електрическа силова работазависи от силата, приложена към електрически заряд за да преминете разстоянието от точка 1 до точка 2, както е показано на изображението.
Изчисляваме работата по формулата:
\(W=\vec{F}\bullet d\bullet\cos{\theta}\)
У е работа, измерена в джаули \([J]\).
д е изместеното разстояние, измерено в метри \([m]\).
θ е ъгълът между \(\vec{F}e\ d,\), измерено в градуси.
Прочетете също: Електростатика — област на физиката, предназначена за изследване на зарядите в покой
Електрическа сила и електрическо поле
THE електрическо поле възниква в близост до електрически заряд или електрифицирана повърхност, което е присъщо свойство на зарядите. THE Електрическата сила възниква, когато има взаимодействие между електрически полета от поне два електрически заряда, както е показано на изображението.
По отношение на ориентацията на електрическото поле спрямо електрическата сила:
Посока: същата като електрическата сила, тоест успоредна на линията, свързваща електрическите заряди.
смисъл: същото на силата, ако \(q\geq0\), но противоположна на силата if \(q<0\).
интензивност: изчислено по формулата на електрическото поле или по формулата, която свързва електрическата сила и електрическото поле, описана по-долу:
\(\vec{F}=\left|q\right|\bullet\vec{E}\)
q е електрическият заряд, измерен в кулони \([° С]\).
\(\vec{E}\) е електрическото поле, измерено в \([N/C]\).
→ Видео урок за електрическо поле
Упражнения, решени върху електрическа сила
Въпрос 1
(Mack-SP) Точков електрически заряд с \(q=4.0\ \mu C\), който е поставен в точка P във вакуума, е подложен на електрическа сила с големина \(1,2\ N\). Електрическото поле в тази точка P има величина:
на) \(3.0\bullet{10}^5\ N/C\)
Б) \(2.4\bullet{10}^5\ N/C\)
° С) \(1,2\bullet{10}^5\ N/C\)
д) \(4.0\bullet{10}^{-6}\ N/C\)
и) \(4.8\bullet{10}^{-6}\ N/C\)
Резолюция:
Алтернатива А
Тъй като в изявлението се предоставя стойността на силата и се изисква полето, можем да използваме формуляра, който се отнася и за двете:
\(\vec{F}=\left|q\right|\bullet\vec{E}\)
\(1,2=\left|4,0\ \mu\right|\bullet\vec{E}\)
Спомняйки си това \(\mu={10}^{-6}\), ние имаме:
\(1,2=4,0\bullet{10}^{-6}\bullet\vec{E}\)
\(\frac{1,2}{4,0\bullet{10}^{-6}}=\vec{E}\)
\(0.3\bullet{10}^6=\vec{E}\)
\(3\bullet{10}^{-1}\bullet{10}^6=\vec{E}\)
\(3\bullet{10}^{-1+6}=\vec{E}\)
\(3\bullet{10}^5N/C=\vec{E}\)
въпрос 2
Има електрически заряд от \(2.4\bullet{10}^{-4}\ C\) в електрическо поле на \(6\bullet{10}^4\N/C\) който се движи с 50 см успоредно на оста на полето. Каква работа върши натоварването?
на)\(W=-7,2\ J\)
Б)\(W=14,4\bullet{10}^{-2}\ J\)
° С)\(W=7,2\bullet{10}^{-2}\ J\)
д)\(W=14,4\ J\)
и) \(W=7,2\ J\)
Резолюция:
Алтернатива Е
Използвайки формулата, която свързва работата и електрическата сила:
\(W=\vec{F}\bullet d\bullet\cos{\theta}\)
Тъй като електрическата сила не е дадена, можем да направим изчислението, използвайки електрическото поле и заряда. Не забравяйте, че тъй като зарядът е положителен, неговата сила и поле са в една и съща посока, така че ъгълът между силата и изместеното разстояние е 0°:
\(W=\left|q\right|\bullet\vec{E}\bullet d\bullet\cos{\theta}\)
\(W=\left|2,4\bullet{10}^{-4}\right|\bullet\left (6\bullet{10}^4\right)\bullet0,5\bullet\cos0°\)
\(W=14.4\bullet{10}^{-4+4}\bullet0.5\bullet1\)
\(W=14,4\bullet0,5\)
\(W=7,2\ J\)
От Памела Рафаела Мело
Учител по физика