THE elektriline jõud on jõud, mis tekib siis, kui kaks elektrilaengut interakteeruvad teineteise elektriväljadega. Arvutame selle intensiivsuse, kasutades Coulombi seadus.
Selle suund on vastavalt laenguid ühendavale mõttelisele joonele ja selle suund varieerub vastavalt elektrilaengute tunnustele. Nii et millal \(q\geq0\), on jõudude vaheline suund atraktiivne. Aga kui \(q<0\), on jõudude vaheline suund tõrjuv.
Lisaks sellele, et Coulombi seadus kasutatakse jõu arvutamisel, seob see elektrostaatilise jõu laengute ja nende sisestamise keskkonna vahelise ruudu kaugusega. Elektrijõu tööd saab leida energiahulga järgi, mida elektrilaeng vajadus jõuda ühest kohast teise, olenemata valitud marsruudist.
Loe ka: Kuidas toimub elektrilaengute liikumine?
Elektrienergia kokkuvõte
Elektrijõud tegeleb elektrilaengute vastastikmõjuga.
Elektrijõu suund on sama, mis elektrilaenguid ühendaval mõttelisel joonel. atraktiivne või eemaletõukav olenevalt laengute tunnustest ning selle intensiivsus arvutatakse Coulomb.
Coulombi seadus seostab elektrijõu suuruse kahe elektrilaengu vahelise kaugusega.
Sarnaste märkide elektrilaengud tõmbavad üksteist. Vastupidise märgiga laengud tõrjuvad üksteist.
Tööd saab arvutada "pingutuse" järgi, mida elektrilaeng teeb ühest punktist teise liikumiseks.
Mis on ja mis on elektrijõu päritolu?
Elektrostaatiline jõud, mida tavaliselt nimetatakse elektrijõuks, on osa neljast universumi põhilised vastasmõjud, koos tugevate tuuma-, nõrkade tuuma- ja gravitatsioonijõududega. See ilmub alati, kui selle sees on elektriväli, mille sees on elektrilaeng.
Elektrilise jõu orientatsioon on järgmine:
Suund: paralleelselt elektrilaenguid ühendava mõttelise joonega.
Meel: atraktiivne, kui laengud on sama märgiga, või eemaletõukav, kui laengud on vastupidise märgiga.
Intensiivsus: arvutatakse Coulombi seaduse järgi.
Coulombi seadus
Coulombi seadus on füüsikaline põhimõte, mis vastutab elektrostaatilise jõu ja kahe samasse keskkonda sukeldatud elektrilaengu vahelise vahelise seose eest. Selle töötas välja Charles-Augustin de Coulomb (1736‒1806) 1785. aastal.
Siin on proportsionaalsuse suhe jõu ja koormuse vahel, kuid jõud on pöördvõrdeline kauguse ruuduga, st kui kahekordistame kauguse, siis jõud väheneb \(\frac{1}{4}\) selle algsest väärtusest.
\(\vec{F}\propto\left| Q_1\right|\ e\left| Q_2\right|\)
\(\vec{F}\propto\frac{1}{d^2}\)
Tasub mainida elektrilaengute märgi tähtsust mõjuva jõu suuna määramisel nende vahel, olles atraktiivne vastupidise märgiga laengute jaoks ja tõrjuv, kui laengud on vastupidise märgiga. võrdub.
Coulombi seaduse valemit esindab:
\(\vec{F}=k\frac{\left| Q_1\right|\ \bullet\left| Q_2\right|}{d^2}\)
\(\vec{F}\) on elektriliselt laetud osakeste vastasmõju jõud, mõõdetuna njuutonites [N].
\(\left| Q_1\right|\) ja \(\left| Q_2\right|\) on osakeste laengumoodulid, mõõdetuna Coulombides \([Ç]\).
d on laengute vaheline kaugus, mõõdetuna meetrites [m].
k on keskkonna elektrostaatiline konstant, mõõdetuna \({\left (N\bullet m\right)^2/C}^2\).
Vaatlus: elektrostaatiline konstant muutub vastavalt keskkonnale, milles laengud asuvad.
→ Videotund Coulombi seadusest
elektriline jõutöö
Töö on jõu rakendamine nihkeks ja ei ole oluline, milline tee valiti, kui need algavad samast punktist sama koha suunas.
Seda silmas pidades on elektriline jõutöösõltub elektrilaengule rakendatavast jõust et ületada vahemaa punktist 1 punkti 2, nagu on näidatud pildil.
Arvutame töö järgmise valemi abil:
\(W=\vec{F}\bullet d\bullet\cos{\theta}\)
W on töö, mõõdetuna džaulides \([J]\).
d on nihke vahemaa, mõõdetuna meetrites \([m]\).
θ on vaheline nurk \(\vec{F}e\ d,\), mõõdetuna kraadides.
Loe ka: Elektrostaatika - füüsika valdkond, mis on ette nähtud puhkeseisundi laengute uurimiseks
Elektrijõud ja elektriväli
THE elektriväli tekib elektrilaengu või elektrifitseeritud pinna läheduses, olles laengute olemuslik omadus. THE Elektrijõud tekib elektriväljade vastasmõjul vähemalt kahe elektrilaenguga, nagu on näidatud pildil.
Elektrivälja orientatsiooni kohta elektrijõu suhtes:
Suund: sama mis elektrijõud ehk paralleelselt elektrilaenguid ühendava joonega.
Meel: sama jõu kui \(q\geq0\), kuid vastupidine jõule kui \(q<0\).
Intensiivsus: arvutatakse elektrivälja valemiga või valemiga, mis seostab elektrijõudu ja elektrivälja, mida kirjeldatakse allpool:
\(\vec{F}=\left|q\right|\bullet\vec{E}\)
q on elektrilaeng, mõõdetuna kulonides \([Ç]\).
\(\vec{E}\) on elektriväli, mõõdetuna \([N/C]\).
→ Videotund elektriväljast
Elektrijõul lahendatud harjutused
küsimus 1
(Mack-SP) Punktne elektrilaeng \(q=4,0\ \mu C\), mis asetatakse vaakumis punkti P, mõjub elektrijõule, mille suurus on suur \(1,2\ N\). Elektriväljal selles punktis P on suurus:
) \(3.0\bullet{10}^5\ N/C\)
B) \(2,4\bullet{10}^5\ N/C\)
ç) \(1,2\bullet{10}^5\ N/C\)
d) \(4.0\bullet{10}^{-6}\ N/C\)
ja) \(4,8\bullet{10}^{-6}\ N/C\)
Resolutsioon:
Alternatiiv A
Kuna avalduses esitatakse jõu väärtus ja küsitakse välja, saame kasutada vormi, mis seostub mõlemaga:
\(\vec{F}=\left|q\right|\bullet\vec{E}\)
\(1,2=\left|4,0\ \mu\right|\bullet\vec{E}\)
Seda meenutades \(\mu={10}^{-6}\), meil on:
\(1,2=4,0\bullet{10}^{-6}\bullet\vec{E}\)
\(\frac{1,2}{4,0\bullet{10}^{-6}}=\vec{E}\)
\(0,3\bullet{10}^6=\vec{E}\)
\(3\bullet{10}^{-1}\bullet{10}^6=\vec{E}\)
\(3\bullet{10}^{-1+6}=\vec{E}\)
\(3\bullet{10}^5N/C=\vec{E}\)
küsimus 2
Seal on elektrilaeng \(2.4\bullet{10}^{-4}\ C\) elektriväljas \(6\bullet{10}^4\N/C\) mis liigub 50 cm paralleelselt välja teljega. Mis tööd koorem teeb?
)\(W = -7,2\ J\)
B)\(W=14,4\bullet{10}^{-2}\ J\)
ç)\(W=7,2\bullet{10}^{-2}\ J\)
d)\(W=14,4\J\)
ja) \(W=7,2\J\)
Resolutsioon:
Alternatiiv E
Kasutades valemit, mis seostab tööd ja elektrijõudu:
\(W=\vec{F}\bullet d\bullet\cos{\theta}\)
Kuna elektrijõudu ei antud, saame arvutuse teha elektrivälja ja laengu abil. Pidades meeles, et kuna laeng on positiivne, on selle jõud ja väli samas suunas, seega on jõu ja nihke kauguse vaheline nurk 0°:
\(W=\left|q\right|\bullet\vec{E}\bullet d\bullet\cos{\theta}\)
\(W=\left|2,4\bullet{10}^{-4}\right|\bullet\left (6\bullet{10}^4\right)\bullet0,5\bullet\cos0°\)
\(W=14,4\bullet{10}^{-4+4}\bullet0.5\bullet1\)
\(W=14,4\bullet0,5\)
\(W=7,2\J\)
Autor: Pâmella Raphaella Melo
Füüsika õpetaja
