ელექტრო ძალა: რა არის ეს და როგორ გამოვიყენოთ ფორმულა

ელექტრული ძალა არის მიზიდულობის ან მოგერიების ურთიერთქმედება, რომელიც წარმოიქმნება ორ მუხტს შორის, მათ გარშემო ელექტრული ველის არსებობის გამო.

ელექტრული ძალების შექმნის მუხტის უნარი აღმოაჩინა და შეისწავლა ფრანგმა ფიზიკოსმა შარლ ავგუსტინ დე კულომმა (1736-1806) მე -18 საუკუნის ბოლოს.

დაახლოებით 1780 წელს კულონმა შექმნა ბრუნვის ბალანსი და ამ ინსტრუმენტის საშუალებით მან ექსპერიმენტულად აჩვენა, რომ ძალის ინტენსივობა პირდაპირპროპორციულია ელექტრული მუხტების მნიშვნელობის, რომლებიც ურთიერთქმედებენ და უკუპროპორციულია მანძილის კვადრატისა, რომელიც ჰყოფს.

ელექტრული ძალის ფორმულა

მათემატიკური ფორმულა, რომელსაც ასევე ეწოდება კულონის კანონი, რომელიც გამოხატავს ელექტრული ძალის სიმძაფრეს:

სწორი F სივრცე უდრის სწორი K სივრცის მრიცხველს ღია ვერტიკალური ზოლი სწორი q 1 ქვეწერით დახურული ვერტიკალური ზოლით გახსენით ვერტიკალური ზოლი სწორი q 2 ქვეწერით დახურეთ ვერტიკალური ზოლი მნიშვნელზე სწორი r კვადრატის ბოლოს წილადი

ერთეულების საერთაშორისო სისტემაში (SI), ელექტრული ძალის (F) ინტენსივობა გამოხატულია ნიუტონში (N).

ტერმინები რომ₁ და რა₂ფორმულა შეესაბამება ელექტრული მუხტების აბსოლუტურ მნიშვნელობებს, რომელთა SI ერთეული არის კულონი (C), ხოლო მანძილი, რომელიც ჰყოფს ორ მუხტს (r), წარმოდგენილია მეტრებში (მ).

პროპორციულობის მუდმივა (K) დამოკიდებულია საშუალოზე, რომელშიც მუხტებია ჩასმული, მაგალითად, ვაკუუმში ამ ტერმინს ელექტროსტატიკური მუდმივა ეწოდება (K

instagram story viewer

₀) და მისი ღირებულებაა 9.10⁹ ნმ²/ ჩ².

შეიტყვეთ მეტი ამის შესახებკულონის კანონი.

რისთვის გამოიყენება ელექტრული ძალის ფორმულა და როგორ გამოვთვალოთ იგი?

კულონის მიერ შექმნილი ფორმულა გამოიყენება ორ წერტილიან მუხტებზე ურთიერთქმედების ინტენსივობის აღსაწერად. ეს მუხტები არის ელექტრიფიცირებული სხეულები, რომელთა ზომები უმნიშვნელოა მათ შორის მანძილთან შედარებით.

ელექტრო მიზიდულობა ხდება მუხტებს შორის, რომლებსაც აქვთ საპირისპირო ნიშნები, რადგან არსებული ძალაა მიზიდულობის. ელექტრული მოგერიება ხდება მაშინ, როდესაც იმავე ნიშნის მუხტები გაერთიანდება, რადგან მათზე მოქმედებს მოგერიებითი ძალა.

შეცდომა MathML- დან მისაწვდომ ტექსტზე გადაკეთებისას.

ელექტრო ძალის გამოსათვლელად სიგნალები ელექტრო მუხტები ისინი არ არის გათვალისწინებული, მხოლოდ მათი ღირებულებები. იხილეთ თუ როგორ გამოვთვალოთ ელექტრული ძალა შემდეგი მაგალითებით.

მაგალითი 1: ორი ელექტრიფიცირებული ნაწილაკი, q₁ = 3.0 x 10^-6C და q₂ = 5.0 x 10^-6C და უმნიშვნელო ზომები განლაგებულია ერთმანეთისგან 5 სმ დაშორებით. განსაზღვრეთ ელექტრული ძალის სიძლიერე იმის გათვალისწინებით, რომ ისინი ვაკუუმში არიან. გამოიყენეთ ელექტროსტატიკური მუდმივი K₀= 9. 10⁹ ნმ²/ ჩ².

გამოსავალი: ელექტრული ძალის მოსაძებნად, მონაცემები უნდა იქნას გამოყენებული ფორმულაში იმავე ერთეულებით, როგორც ელექტროსტატიკური მუდმივა.

გაითვალისწინეთ, რომ მანძილი მოცემულია სანტიმეტრებში, მაგრამ მუდმივა მეტრია, ამიტომ პირველი ნაბიჯი არის მანძილის ერთეულის გარდაქმნა.

1 ფართი სმ სივრცე ტოლია 1 ზე მეტი 100 სწორი სივრცე მ 5 სივრცე სმ სივრცე ტოლია სივრცე 5 ზე მეტი 100 სწორი სივრცე მ ტოლია 0 მძიმით 05 სწორი სივრცე მ

შემდეგი ნაბიჯი არის ფორმულის მნიშვნელობების შეცვლა და ელექტრული ძალის გამოთვლა.

სწორი F სივრცე ტოლია სწორი K მრიცხველის სივრცის ღია ვერტიკალური ზოლის სწორი q 1 გამოწერის დახურვა ვერტიკალური ზოლის ღია ვერტიკალური ზოლით სწორი q 2 ქვეწერით ხურავს ვერტიკალურ ზოლს მნიშვნელზე სწორი r კვადრატის ბოლოს F წრფის F სივრცის ტოლი 9-ის სივრცე სივრცე 10 9 სწორი მრიცხველის N– ის სიმძლავრეზე. სწორი m კვადრატში მნიშვნელზე სწორი C კვადრატის წილადის ბოლო. მრიცხველი მარცხენა ფრჩხილებში 3 მძიმით 0 კვადრატული სივრცე x ადგილი 10 მინუს სიმძლავრეზე 6 ექსპონენციალური კვადრატული სივრცის ბოლომდე C მარჯვენა ფრჩხილის სივრცეში. სივრცე მარცხენა ფრჩხილებში 5 მძიმით 0 კვადრატული ფართი x სივრცეში 10 მინუს 6-მდე ექსპონენციალური კვადრატული სივრცის C მარჯვენა ფრჩხილებში მნიშვნელზე მარცხენა ფრჩხილში 0 მძიმით 05 სწორი სივრცე m მარჯვენა ფრჩხილში კვადრატის წილადის წრფეზე სწორი F სივრცე ტოლია 9-ის სივრცე სივრცე 10 9 სწორი მრიცხველის N– ის სიმძლავრეზე. სწორი m კვადრატში მნიშვნელზე სწორი C კვადრატის წილადის ბოლო. მრიცხველი 15 მძიმით 0 სწორი ადგილი x სივრცეში 10 მინუს 6 – ის პლუს მარცხენა ფრჩხილით მინუს 6 მარჯვენა ფრჩხილის ბოლოს ექსპონენციალური სწორი სივრცე C კვადრატში მნიშვნელზე 0 მძიმით 0025 სწორი სივრცე m კვადრატში წილადის წრფე სწორი F სივრცე ტოლია 9 სივრცე სივრცე 10 9 სწორი მრიცხველის N– ის სიმძლავრეზე. დიაგონალური დარტყმა სწორხაზოვანზე m დარტყმის დასრულების კვადრატში მნიშვნელის დარტყმის დიაგონალზე ზევით C კვადრატში დარტყმის ბოლოს დარტყმა. მრიცხველი 15 მძიმით 0 ადგილი. სივრცე 10 ექსპონენციალური სივრცის მინუს 12 ბოლოს ძალაზე გადაკვეთა დიაგონალზე ზემოთ ზევით სწორი C კვადრატის დარტყმის დასრულება მნიშვნელზე 0 მძიმით 0025 გადაკვეთა დიაგონალზე ზევით სწორ მ კვადრატზე გადაკვეთილი წილის ბოლოს წრფეზე სწორი F სივრცე ტოლია მრიცხველის 135 სივრცეზე მნიშვნელზე 0 მძიმით 0025 წილადის სივრცის დასასრული. 10 სიმძლავრის 9 პლუს მარცხენა ფრჩხილის მინუს 12 მარჯვენა ფრჩხილის დასასრული სწორი ექსპონენციალური N სწორი F სივრცის ტოლი 54000 სივრცე სივრცე 10 ექსპონენციალური სწორი სივრცის მინუს 3 სიმძლავრით N სწორი F სივრცე ტოლია 54 სწორი სივრცის N

ჩვენ მივედით იმ დასკვნამდე, რომ მუხტის მოქმედი ელექტრული ძალის ინტენსივობაა 54 ნ.

შეიძლება ასევე დაგაინტერესოთელექტროსტატიკა.

მაგალითი 2: მანძილი A და B წერტილებს შორის არის 0.4 მ და Q დატვირთვები განლაგებულია ბოლოებზე₁ და Q₂. მესამე ბრალდება, Q₃, ჩასმული იყო წერტილში, რომელიც Q– დან არის 0,1 მ₁.

გამოთვალეთ წმინდა ძალა Q– ზე₃ იცის რომ:

Q₁ = 2.0 x 10^-6ჩ
Q₂ = 8.0 x 10^-6ჩ
Q₃ = - 3.0 x 10^-6ჩ
კ₀ = 9. 10⁹ ნმ²/ ჩ²

გამოსავალი: ამ მაგალითის ამოხსნის პირველი ნაბიჯი არის ერთდროულად ორ მუხტს შორის ელექტრული ძალის სიძლიერის გამოთვლა.

დავიწყოთ Q– ს შორის მიზიდულობის ძალის გაანგარიშებით₁ და Q₃.

სწორი F სივრცე უდრის სწორი K- ს 0 ხელმოწერის მრიცხველის სივრცეში გახსნილი ვერტიკალური ზოლი სწორი q 1 ქვეწერით დახურულია ვერტიკალური ზოლით ღია ვერტიკალური ზოლით სწორი q 3 ქვეწერით ხურავს ვერტიკალურ ზოლს პირდაპირ მნიშვნელზე d დართული 1 კვადრატიანი ქვეწარწერით წილადის სწორი F სივრცე ტოლია 9 სივრცის სივრცე სივრცე 10 9 სწორი მრიცხველის N– ის სიმძლავრეზე. სწორი m კვადრატში მნიშვნელზე სწორი C კვადრატის წილადის ბოლო. მრიცხველი მარცხენა ფრჩხილებში 2 მძიმით 0 კვადრატული სივრცე x ადგილი 10 მინუს სიმძლავრეზე 6 ექსპონენციალური კვადრატული სივრცის ბოლოს C მარჯვენა ფრჩხილის სივრცეში. სივრცე მარცხენა ფრჩხილებში 3 მძიმით 0 კვადრატული ადგილი x სივრცეში 10 მინუს 6-მდე ექსპონენციალური კვადრატული სივრცის C მარჯვენა ფრჩხილებში მნიშვნელზე მარცხენა ფრჩხილზე 0 მძიმით 1 კვადრატული ფართი მ მარჯვენა ფრჩხილში კვადრატის წილის ბოლოს წრფივი F სივრცე ტოლია 9-ის სივრცე სივრცე 10 9 სწორი მრიცხველის N– ის სიმძლავრეზე. სწორი m კვადრატში მნიშვნელზე სწორი C კვადრატის წილადის ბოლო. მრიცხველი 6 მძიმით 0 სწორი სივრცე x სივრცეში 10 მინუს 6-ის სიმძლავრეზე მარცხენა ფრჩხილებში მინუს 6 მარჯვენა ფრჩხილებში ბოლოს ექსპონენციალური სწორი სივრცე C კვადრატში მნიშვნელზე 0 მძიმით 01 სწორი სივრცე m კვადრატში წილადის წრფე სწორი F სივრცე ტოლია 9 სივრცე სივრცე 10 9 სწორი მრიცხველის N– ის სიმძლავრეზე. დიაგონალური დარტყმა სწორხაზოვანზე m დარტყმის დასრულების კვადრატში მნიშვნელის დარტყმის დიაგონალზე ზევით C კვადრატში დარტყმის ბოლოს დარტყმა. მრიცხველი 6 მძიმით 0 სივრცე. სივრცე 10 ექსპონენციალური სივრცის მინუს 12 ბოლოს ძალაზე გადაკვეთა დიაგონალზე ზემოთ ზევით სწორი C კვადრატის დარტყმის დასრულება მნიშვნელზე 0 მძიმით 01 სივრცე გადაკვეთა დიაგონალზე ზემოთ სწორზე m კვადრატში გადაკვეთილი წილის ბოლოს წვეთი სწორი F სივრცე ტოლია მრიცხველის 54 სივრცე მნიშვნელზე 0 წილადის სივრცის ბოლო 01 მძიმით .10 ძალა 9 – ზე დამატებული მარცხენა ფრჩხილით მინუს 12 მარჯვენა ფრჩხილში სწორი ექსპონენციალური N სწორი F სივრცის ბოლოს 5400 – ის ტოლი სივრცე სივრცე 10 ექსპონენციალური სწორი სივრცის მინუს 3 ძალაზე N სწორი F სივრცე 5 მძიმით 4 სწორი სივრცე N

ახლა, ჩვენ გამოვთვლით Q- ს შორის მიზიდულობის ძალას₃და Q₂.

თუ ხაზს შორის საერთო მანძილია AB ზედწერილი ჭრილით არის 0,4 მ და Q₃ განლაგებულია A– დან 0,1 მ – ზე, რაც ნიშნავს, რომ მანძილი Q– ს შორის₃და Q₂ არის 0,3 მ.

სწორი F სივრცე უდრის სწორი K- ს 0 ხელმოწერის მრიცხველის სივრცე გახსნილი ვერტიკალური ზოლი სწორი q 3 ქვეწერით დახურული ვერტიკალური ზოლით ღია ვერტიკალური ზოლით სწორი q 2 ქვეწერით ხურავს ვერტიკალურ ზოლს პირდაპირ მნიშვნელზე d 2 ქვეწერით კვადრატში წილის ბოლოს წრფელი F სივრცე ტოლია 9 სივრცის სივრცე სივრცე 10 9 სწორი მრიცხველის N– ის სიმძლავრეზე. სწორი m კვადრატში მნიშვნელზე სწორი C კვადრატის წილადის ბოლო. მრიცხველი მარცხენა ფრჩხილებში 3 მძიმით 0 კვადრატული სივრცე x ადგილი 10 მინუს სიმძლავრეზე 6 ექსპონენციალური კვადრატული სივრცის ბოლომდე C მარჯვენა ფრჩხილის სივრცეში. სივრცე მარცხენა ფრჩხილებში 8 მძიმით 0 სწორი სივრცე x სივრცეში 10 მინუს სიმძლავრეზე ექსპონენციალური სწორი სივრცის 6 ბოლოს C მარჯვენა ფრჩხილებში მნიშვნელის შესახებ მარცხენა ფრჩხილებში 0 მძიმით 3 სწორი სივრცე m მარჯვენა ფრჩხილში კვადრატის წილადის წრფეზე სწორი F სივრცე ტოლია 9-ის სივრცე სივრცე 10 9 სწორი მრიცხველის N– ის სიმძლავრეზე. სწორი m კვადრატში მნიშვნელზე სწორი C კვადრატის წილადის ბოლო. მრიცხველი 24 მძიმით 0 სწორი სივრცე x სივრცე 10 მინუს 6-ის ძალაზე დამატებული მარცხენა ფრჩხილით მინუს 6 მარჯვენა ფრჩხილის ბოლოს ექსპონენციალური სწორი სივრცე C კვადრატში მნიშვნელზე 0 მძიმით 09 სწორი სივრცე m კვადრატში წილადის წრფე სწორი F სივრცე ტოლია 9 სივრცე სივრცე 10 9 სწორი მრიცხველის N– ის სიმძლავრეზე. დიაგონალური დარტყმა სწორხაზოვანზე m დარტყმის დასრულების კვადრატში მნიშვნელის დარტყმის დიაგონალზე ზევით C კვადრატში დარტყმის ბოლოს დარტყმა. მრიცხველი 24 მძიმით 0 ადგილი. სივრცე 10 ექსპონენციალური სივრცის მინუს 12 ბოლოს ძალაზე გადაკვეთა დიაგონალზე ზემოთ ზევით სწორი C კვადრატის დარტყმის დასრულება მნიშვნელზე 0 მძიმით 09 სივრცე გადაკვეთა დიაგონალზე ზემოთ სწორ მ კვადრატზე გადაკვეთილი წილის ბოლოს წრფეზე სწორი F სივრცე ტოლია მრიცხველის 216 მნიშვნელზე 0 მძიმით წილადის სივრცის 09 ბოლო .10 სიმძლავრის 9 პლუს მარცხენა ფრჩხილის მინუს 12 მარჯვენა ფრჩხილის დასასრული სწორი ექსპონენციალური N სწორი F სივრცის ტოლი 2400 სივრცისა. სივრცე 10 ექსპონენციალური სწორი სივრცის მინუს 3 სიმძლავრეზე N სწორი F სივრცე ტოლია 2 მძიმით 4 სწორი სივრცე N

დატვირთვას შორის მიზიდულობის ძალების მნიშვნელობიდან გამომდინარე, გამოთვლით შემდეგ ძალას შემდეგნაირად:

სწორი F სწორი r ქვეწერითი სივრცის ტოლი სწორი სივრცის F 13 გამოწერილი სივრცის გამოკლებული სწორი F F 23 სწორი ქვეწერით F სწორი r ქვეწერით სივრცე ტოლი სივრცის 5 მძიმით 4 სივრცე სწორი N სივრცეში მინუს სივრცეში 2 მძიმით 4 სწორი სივრცეით N სწორი F სწორი r ქვეწერით სივრცის ტოლი 3 სივრცის სწორი ნ

ჩვენ მივედით იმ დასკვნამდე, რომ შედეგად მიღებული ელექტრო ძალა, რომელიც Q₁და Q₂იმოქმედოს Q- ზე₃ არის 3 N.

თქვენი ცოდნის შემოწმების გასაგრძელებლად, შემდეგი სიები დაგეხმარებათ:

კულონის კანონი - სავარჯიშოები
ელექტრო მუხტი - სავარჯიშოები
ელექტროსტატიკა - სავარჯიშოები

ელექტრო ძალა: რა არის ეს და როგორ გამოვიყენოთ ფორმულა

ელექტრული ძალის ფორმულა

რისთვის გამოიყენება ელექტრული ძალის ფორმულა და როგორ გამოვთვალოთ იგი?

გადაადგილება და გავლილი სივრცე: რა არის სავარჯიშოები

სკალარული აჩქარება: ცნებები, ფორმულები და სავარჯიშოები

დახრილი სიბრტყე: რა არის ეს, ტიპები, ფორმულები, სავარჯიშოები