DE elektrisk kraft er kraften som oppstår når det er to elektriske ladninger som samhandler med hverandres elektriske felt. Vi beregner intensiteten ved hjelp av Coulombs lov.
Retningen er i henhold til den imaginære linjen som forbinder ladningene, og retningen varierer i henhold til tegnene til de elektriske ladningene. Så når \(q\geq0\), retningen mellom kreftene er attraktiv. Men når \(q<0\), retningen mellom kreftene er frastøtende.
Coulombs lov, i tillegg til å bli brukt i beregningen av kraft, kobler denne elektrostatiske kraften sammen med den kvadratiske avstanden mellom ladningene og miljøet de er satt inn i. Arbeidet til den elektriske kraften kan finnes ved mengden energi som elektrisk ladning trenger å komme seg fra et sted til et annet, uavhengig av valgt rute.
Les også: Hvordan fungerer bevegelsen av elektriske ladninger?
Oppsummering av elektrisk kraft
Elektrisk kraft omhandler samspillet mellom elektriske ladninger.
Retningen til den elektriske kraften er den samme som den imaginære linjen som forbinder de elektriske ladningene. attraktiv eller frastøtende avhengig av tegnene på ladningene, og dens intensitet beregnes av loven om Coulomb.
Coulombs lov assosierer størrelsen på den elektriske kraften med avstanden mellom to elektriske ladninger.
Elektriske ladninger av like tegn tiltrekker hverandre. Ladninger med motsatte fortegn frastøter hverandre.
Arbeid kan beregnes av "innsatsen" som en elektrisk ladning gjør for å flytte fra ett punkt til et annet.
Ikke stopp nå... Det er mer etter annonsen ;)
Hva er og hva er opprinnelsen til elektrisk kraft?
Den elektrostatiske kraften, ofte kalt den elektriske kraften, er en del av de fire fundamentale interaksjoner i universet, sammen med de sterke kjernefysiske, svake kjernefysiske og gravitasjonskreftene. Det vises når det er et elektrisk felt med en elektrisk ladning inni seg.
Orienteringen av den elektriske kraften er som følger:
Retning: parallelt med den imaginære linjen som forbinder de elektriske ladningene.
Føle: attraktiv hvis ladningene har samme fortegn eller frastøtende hvis ladningene har motsatte fortegn.
Intensitet: beregnet etter Coulombs lov.
Coulombs lov
Coulombs lov er det fysiske prinsippet som er ansvarlig for assosiasjonen mellom den elektrostatiske kraften og avstanden mellom to elektriske ladninger nedsenket i samme medium. Den ble utviklet av Charles-Augustin de Coulomb (1736-1806) i 1785.
Det er en proporsjonalitetsforhold mellom kraft og belastninger, men kraften er omvendt proporsjonal med kvadratet av avstanden, det vil si at hvis vi dobler avstanden, avtar kraften \(\frac{1}{4}\) av sin opprinnelige verdi.
\(\vec{F}\propto\left| Q_1\right|\ e\left| Q_2\right|\)
\(\vec{F}\propto\frac{1}{d^2}\)
Det er verdt å nevne betydningen som tegnet til de elektriske ladningene har for å bestemme retningen til kraften som virker mellom dem, er attraktive for ladninger med motsatte fortegn og frastøtende når ladningene har motsatte fortegn. er lik.
Coulombs lovformel er representert ved:
\(\vec{F}=k\frac{\left| Q_1\right|\ \bullet\left| Q_2\right|}{d^2}\)
\(\vec{F}\) er vekselvirkningskraften mellom elektrisk ladede partikler, målt i Newton [N].
\(\venstre| Q_1\høyre|\) og \(\venstre| Q_2\høyre|\) er ladningsmodulene til partiklene, målt i Coulomb \([Ç]\).
d er avstanden mellom ladningene, målt i meter [m].
k er den elektrostatiske konstanten til mediet, målt i \({\venstre (N\bullet m\høyre)^2/C}^2\).
Observasjon: Den elektrostatiske konstanten endres i henhold til miljøet ladningene befinner seg i.
→ Videoleksjon om Coulombs lov
elektrisk kraftarbeid
Arbeid er påføring av en kraft for en forskyvning, og det er irrelevant hvilken vei som ble tatt, så lenge de starter fra samme punkt mot samme sted.
I lys av dette har elektrisk kraftarbeidavhenger av kraften som påføres en elektrisk ladning for å krysse avstanden fra punkt 1 til punkt 2, som vist på bildet.
Vi beregner arbeidet ved å bruke formelen:
\(W=\vec{F}\bullet d\bullet\cos{\theta}\)
W er arbeid, målt i joule \([J]\).
d er den forskjøvede avstanden, målt i meter \([m]\).
θ er vinkelen mellom \(\vec{F}e\ d,\), målt i grader.
Les også: Elektrostatikk - område av fysikk beregnet på studiet av ladninger i hvile
Elektrisk kraft og elektrisk felt
DE elektrisk felt oppstår i nærheten av en elektrisk ladning eller en elektrifisert overflate, som er en iboende egenskap ved ladninger. DE Elektrisk kraft oppstår når det er interaksjon mellom elektriske felt av minst to elektriske ladninger, som vist på bildet.
Når det gjelder orienteringen til det elektriske feltet i forhold til den elektriske kraften:
Retning: det samme som den elektriske kraften, det vil si parallelt med linjen som forbinder de elektriske ladningene.
Føle: det samme av kraften hvis \(q\geq0\), men motsatt av kraften if \(q<0\).
Intensitet: beregnet av formelen for det elektriske felt eller ved formelen som relaterer elektrisk kraft og elektrisk felt, beskrevet nedenfor:
\(\vec{F}=\venstre|q\høyre|\bullet\vec{E}\)
q er den elektriske ladningen, målt i coulombs \([Ç]\).
\(\vec{E}\) er det elektriske feltet, målt i \([N/C]\).
→ Video leksjon om elektrisk felt
Øvelser løst på elektrisk kraft
Spørsmål 1
(Mack-SP) Et punkt elektrisk ladning med \(q=4.0\ \mu C\), som er plassert i et punkt P i vakuumet, utsettes for en elektrisk kraft av størrelse \(1,2\ N\). Det elektriske feltet på det punktet P har størrelsen:
De) \(3.0\bullet{10}^5\ N/C\)
B) \(2,4\bullet{10}^5\ N/C\)
ç) \(1,2\bullet{10}^5\ N/C\)
d) \(4.0\bullet{10}^{-6}\ N/C\)
og) \(4,8\bullet{10}^{-6}\ N/C\)
Vedtak:
Alternativ A
Som i setningen verdien av kraften er gitt og feltet er forespurt, kan vi bruke skjemaet som relaterer begge:
\(\vec{F}=\venstre|q\høyre|\bullet\vec{E}\)
\(1,2=\venstre|4,0\ \mu\right|\bullet\vec{E}\)
Husker det \(\mu={10}^{-6}\), vi har:
\(1,2=4,0\bullet{10}^{-6}\bullet\vec{E}\)
\(\frac{1,2}{4,0\bullet{10}^{-6}}=\vec{E}\)
\(0,3\bullet{10}^6=\vec{E}\)
\(3\bullet{10}^{-1}\bullet{10}^6=\vec{E}\)
\(3\bullet{10}^{-1+6}=\vec{E}\)
\(3\bullet{10}^5N/C=\vec{E}\)
spørsmål 2
Det er en elektrisk ladning på \(2,4\bullet{10}^{-4}\ C\) i et elektrisk felt på \(6\bullet{10}^4\N/C\) som beveger seg 50 cm parallelt med feltaksen. Hvilket arbeid gjør lasten?
De)\(W=-7,2\ J\)
B)\(W=14,4\bullet{10}^{-2}\ J\)
ç)\(W=7.2\bullet{10}^{-2}\ J\)
d)\(W=14,4\ J\)
og) \(W=7,2\ J\)
Vedtak:
Alternativ E
Ved å bruke formelen som relaterer arbeid og elektrisk kraft:
\(W=\vec{F}\bullet d\bullet\cos{\theta}\)
Siden den elektriske kraften ikke ble gitt, kan vi gjøre beregningen ved å bruke det elektriske feltet og ladningen. Husk at siden ladningen er positiv, er kraften og feltet i samme retning, så vinkelen mellom kraften og den forskjøvede avstanden er 0°:
\(W=\left|q\right|\bullet\vec{E}\bullet d\bullet\cos{\theta}\)
\(W=\left|2,4\bullet{10}^{-4}\right|\bullet\left (6\bullet{10}^4\right)\bullet0,5\bullet\cos0°\)
\(W=14.4\bullet{10}^{-4+4}\bullet0.5\bullet1\)
\(W=14.4\bullet0.5\)
\(W=7,2\ J\)
Av Pâmella Raphaella Melo
Fysikklærer
