THE električna sila je sila koja nastaje kada postoje dva električna naboja koja međusobno djeluju na električna polja. Njegov intenzitet izračunavamo pomoću Coulombov zakon.
Njegov smjer je prema zamišljenoj liniji koja spaja naboje, a njegov smjer varira prema predznacima električnih naboja. Pa kad \(q\geq0\), smjer između sila je privlačan. Ali kada \(q<0\), smjer između sila je odbojan.
Coulombov zakon, osim što se koristi u proračunu sile, ovu elektrostatičku silu povezuje s kvadratom udaljenosti između naboja i okoline u koju su umetnuti. Rad električne sile može se naći prema količini energije koju je električni naboj potrebno stići s jednog mjesta na drugo, bez obzira na odabranu rutu.
Pročitaj i: Kako funkcionira kretanje električnih naboja?
Sažetak električne energije
Električna sila bavi se interakcijom između električnih naboja.
Smjer električne sile je isti kao i zamišljena linija koja povezuje električne naboje. privlačan ili odbojan ovisno o predznacima naboja, a njegov se intenzitet izračunava po zakonu Coulomb.
Coulombov zakon povezuje veličinu električne sile s udaljenosti između dva električna naboja.
Električni naboji sličnih znakova međusobno se privlače. Naboji suprotnih predznaka međusobno se odbijaju.
Rad se može izračunati prema "naporu" koji električni naboj čini da se pomakne s jedne točke na drugu.
Što je i kakvo je porijeklo električne sile?
Elektrostatička sila, koja se obično naziva električna sila, dio je četiri temeljne interakcije svemira, zajedno s jakim nuklearnim, slabim nuklearnim i gravitacijskim silama. Pojavljuje se kad god postoji električno polje s električnim nabojem unutar njega.
Orijentacija električne sile je sljedeća:
Smjer: paralelno sa zamišljenom linijom koja povezuje električne naboje.
Osjećaj: privlačno ako naboji imaju isti predznak ili odbojno ako naboji imaju suprotne predznake.
Intenzitet: izračunato po Coulombovom zakonu.
Coulombov zakon
Coulombov zakon je fizikalni princip odgovoran za povezanost između elektrostatičke sile i udaljenosti između dva električna naboja uronjena u isti medij. Razvio ga je Charles-Augustin de Coulomb (1736‒1806) 1785. godine.
Tamo je odnos proporcionalnosti između sile i opterećenja, ali je sila obrnuto proporcionalna kvadratu udaljenosti, odnosno ako udvostručimo udaljenost, sila se smanjuje \(\frac{1}{4}\) svoje izvorne vrijednosti.
\(\vec{F}\propto\lijevo| Q_1\desno|\ e\lijevo| Q_2\desno|\)
\(\vec{F}\propto\frac{1}{d^2}\)
Vrijedi spomenuti važnost koju predznak električnih naboja ima u određivanju smjera sile koja djeluje između njih, privlačna za naboje suprotnih predznaka i odbojna kada naboji imaju suprotne predznake. jednaki.
Formula Coulombovog zakona predstavljena je:
\(\vec{F}=k\frac{\left| Q_1\desno|\ \bullet\left| Q_2\right|}{d^2}\)
\(\vec{F}\) je sila interakcije između električno nabijenih čestica, mjerena u Newtonima [N].
\(\lijevo| Q_1\desno|\) i \(\lijevo| Q_2\desno|\) su moduli naboja čestica, mjereni u Kulonima \([Ç]\).
d je udaljenost između naboja, mjerena u metrima [m].
k je elektrostatička konstanta medija, izmjerena u \({\lijevo (N\metak m\desno)^2/C}^2\).
Promatranje: Elektrostatička konstanta mijenja se ovisno o okolini u kojoj se naboji nalaze.
→ Video lekcija o Coulombovu zakonu
rad električne sile
Rad je primjena sile za pomak, a nebitno je kojim putem je išlo, sve dok polaze iz iste točke prema istom mjestu.
S obzirom na to, rad električne sileovisi o sili primijenjenoj na električni naboj prijeći udaljenost od točke 1 do točke 2, kao što je prikazano na slici.
Rad izračunavamo pomoću formule:
\(W=\vec{F}\bullet d\bullet\cos{\theta}\)
W je rad, mjeren u džulima \([J]\).
d je pomaknuta udaljenost, mjerena u metrima \([m]\).
θ je kut između \(\vec{F}e\ d,\), mjereno u stupnjevima.
Pročitaj i: Elektrostatika — područje fizike namijenjeno proučavanju naboja u mirovanju
Električna sila i električno polje
THE električno polje javlja se u blizini električnog naboja ili naelektrizirane površine, što je intrinzično svojstvo naboja. THE Električna sila nastaje kada postoji interakcija između električnih polja od najmanje dva električna naboja, kao što je prikazano na slici.
Što se tiče orijentacije električnog polja u odnosu na električnu silu:
Smjer: isto što i električna sila, odnosno paralelna s linijom koja spaja električne naboje.
Osjećaj: isto od sile ako \(q\geq0\), ali suprotno sili ako \(q<0\).
Intenzitet: izračunato formulom električnog polja ili formulom koja povezuje električnu silu i električno polje, opisanom u nastavku:
\(\vec{F}=\lijevo|q\desno|\bullet\vec{E}\)
q je električni naboj, mjeren u kulonima \([Ç]\).
\(\vec{E}\) je električno polje, mjereno u \([N/C]\).
→ Video lekcija o električnom polju
Vježbe riješene na električnu silu
Pitanje 1
(Mack-SP) Točkasti električni naboj sa \(q=4,0\ \mu C\), koji se nalazi u točki P u vakuumu, podliježe električnoj sili veličine \(1,2\ N\). Električno polje u toj točki P ima veličinu:
The) \(3.0\bullet{10}^5\ N/C\)
B) \(2.4\bullet{10}^5\ N/C\)
ç) \(1,2\bullet{10}^5\ N/C\)
d) \(4.0\bullet{10}^{-6}\ N/C\)
i) \(4.8\bullet{10}^{-6}\ N/C\)
Rezolucija:
Alternativa A
Kako je u izjavi navedena vrijednost sile i traženo polje, možemo koristiti obrazac koji se odnosi na oboje:
\(\vec{F}=\lijevo|q\desno|\bullet\vec{E}\)
\(1,2=\lijevo|4,0\ \mu\desno|\bullet\vec{E}\)
Prisjećajući se toga \(\mu={10}^{-6}\), imamo:
\(1,2=4,0\bullet{10}^{-6}\bullet\vec{E}\)
\(\frac{1,2}{4,0\bullet{10}^{-6}}=\vec{E}\)
\(0,3\bullet{10}^6=\vec{E}\)
\(3\bullet{10}^{-1}\bullet{10}^6=\vec{E}\)
\(3\bullet{10}^{-1+6}=\vec{E}\)
\(3\bullet{10}^5N/C=\vec{E}\)
pitanje 2
Postoji električni naboj od \(2.4\bullet{10}^{-4}\ C\) u električnom polju od \(6\bullet{10}^4\N/C\) koji se pomiče 50 cm paralelno s osi polja. Koji posao obavlja opterećenje?
The)\(W=-7,2\ J\)
B)\(W=14,4\bullet{10}^{-2}\ J\)
ç)\(W=7,2\bullet{10}^{-2}\ J\)
d)\(W=14,4\ J\)
i) \(W=7,2\ J\)
Rezolucija:
Alternativa E
Koristeći formulu koja povezuje rad i električnu silu:
\(W=\vec{F}\bullet d\bullet\cos{\theta}\)
Budući da električna sila nije dana, možemo izvršiti izračun koristeći električno polje i naboj. Imajući na umu da je naboj pozitivan, njegova sila i polje u istom smjeru, pa je kut između sile i pomaknute udaljenosti 0°:
\(W=\lijevo|q\desno|\bullet\vec{E}\bullet d\bullet\cos{\theta}\)
\(W=\left|2,4\bullet{10}^{-4}\right|\bullet\left (6\bullet{10}^4\right)\bullet0,5\bullet\cos0°\)
\(W=14,4\bullet{10}^{-4+4}\bullet0,5\bullet1\)
\(W=14,4\bullet0,5\)
\(W=7,2\ J\)
Autora Pâmella Raphaella Melo
Nastavnik fizike