Elektros jėga: kas tai yra ir kaip naudoti formulę

Elektros jėga yra traukos ar atstūmimo sąveika, sukurta tarp dviejų krūvių, nes aplink juos yra elektrinis laukas.

Krūvio sugebėjimą sukurti elektrines jėgas XVIII amžiaus pabaigoje atrado ir ištyrė prancūzų fizikas Charlesas Augustinas de Coulombas (1736–1806).

Apie 1780 metus Coulombas sukūrė sukimo pusiausvyrą ir šiuo instrumentu jis eksperimentiškai parodė, kad jėgos intensyvumas yra tiesiogiai proporcinga sąveikaujančių elektros krūvių vertei ir atvirkščiai proporcinga atstumo, kurį atskiria.

Elektros jėgos formulė

Matematinė formulė, dar vadinama Coulombo dėsniu, išreiškianti elektros jėgos intensyvumą, yra:

Tarptautinėje vienetų sistemoje (SI) elektros jėgos (F) intensyvumas išreiškiamas niutonais (N).

Sąlygos, kad₁ ir ką₂ formulės atitinka absoliučias elektrinių krūvių vertes, kurių SI vienetas yra kulonas (C), o atstumas, skiriantis du krūvius (r), yra pateiktas metrais (m).

Proporcingumo konstanta (K) priklauso nuo terpės, į kurią įterpiami krūviai, pavyzdžiui, vakuume šis terminas vadinamas elektrostatine konstanta (K₀), o jo vertė yra 9,10⁹ Nm²/ Dz.

Išmokti daugiau apieKulono įstatymas.

Kam naudojama elektros jėgos formulė ir kaip ją apskaičiuoti?

Coulomb sukurta formulė naudojama dviejų taškinių krūvių tarpusavio sąveikos intensyvumui apibūdinti. Šie krūviai yra elektrifikuoti kūnai, kurių matmenys yra nereikšmingi, palyginti su atstumu tarp jų.

Elektrinė trauka atsiranda tarp krūvių, turinčių priešingus ženklus, nes esama jėga yra traukos jėga. Elektrinis atstūmimas įvyksta sujungus to paties ženklo krūvius, kai juos veikia atstumianti jėga.

Apskaičiuoti elektrinę jėgą elektros krūviai į juos neatsižvelgiama, tik į jų vertybes. Pažiūrėkite, kaip apskaičiuoti elektrinę jėgą, pateikdami šiuos pavyzdžius.

1 pavyzdys: Dvi įelektrintos dalelės, q₁ = 3,0 x 10^-6 C ir q₂ = 5,0 x 10^-6 C ir nereikšmingų matmenų yra 5 cm atstumu vienas nuo kito. Nustatykite elektros jėgos stiprumą, atsižvelgdami į tai, kad jie yra vakuume. Naudokite elektrostatinę konstantą K₀ = 9. 10⁹ Nm²/ Dz.

Sprendimas: Norint rasti elektrinę jėgą, formulėje duomenys turi būti taikomi tais pačiais vienetais kaip elektrostatinė konstanta.

Atkreipkite dėmesį, kad atstumas buvo nurodytas centimetrais, tačiau konstanta yra metras, todėl pirmiausia reikia transformuoti atstumo vienetą.

Kitas žingsnis - pakeisti formulės reikšmes ir apskaičiuoti elektrinę jėgą.

Priėjome išvadą, kad krūvius veikiančios elektros jėgos intensyvumas yra 54 N.

Jus taip pat gali domintielektrostatika.

2 pavyzdys: Atstumas tarp taškų A ir B yra 0,4 m, o apkrovos Q yra galuose₁ ir Q₂. Trečiasis mokestis, Q₃, buvo įterptas taške, kuris yra 0,1 m atstumu nuo Q₁.

Apskaičiuokite grynąją Q jėgą₃ žinant tai:

• Klausimas₁ = 2,0 x 10^-6 Ç
• Klausimas₂ = 8,0 x 10^-6 Ç
• Klausimas₃ = - 3,0 x 10^-6 Ç
• K.₀ = 9. 10⁹ Nm²/ Dz

Sprendimas: Pirmasis žingsnis sprendžiant šį pavyzdį yra apskaičiuoti elektros jėgos stiprumą tarp dviejų krūvių vienu metu.

Pradėkime nuo traukos jėgos tarp Q apskaičiavimo₁ ir Q₃.

Dabar apskaičiuojame traukos jėgą tarp Q₃ ir Q₂.

Jei bendras atstumas tarp tiesės yra 0,4 m ir Q₃ yra 0,1 m atstumu nuo A, o tai reiškia, kad atstumas tarp Q₃ ir Q₂ yra 0,3 m.

Pagal traukos jėgų tarp apkrovų vertes galime apskaičiuoti gautą jėgą taip:

Mes priėjome išvadą, kad susidariusi elektros jėga, kurią Q₁ ir Q₂ daryti Q₃ yra 3 N.

Jei norite toliau tikrinti savo žinias, jums padės šie sąrašai:

• Kulono dėsnis - pratybos
• Elektros įkrovimas - pratimai
• Elektrostatika - pratimai