THE forta electrica este forța care apare atunci când există două sarcini electrice care interacționează una cu câmpurile electrice ale celeilalte. Calculăm intensitatea acesteia folosind legea lui Coulomb.
Direcția sa este în funcție de linia imaginară care unește sarcinile, iar direcția sa variază în funcție de semnele sarcinilor electrice. Deci când \(q\geq0\), direcția dintre forțe este atractivă. Dar cand \(q<0\), direcția dintre forțe este respingătoare.
Legea lui Coulomb, pe lângă faptul că este folosită în calculul forței, interconectează această forță electrostatică cu distanța la pătrat dintre sarcini și mediul în care sunt introduse. Lucrarea forței electrice poate fi găsită prin cantitatea de energie pe care sarcină electrică trebuie să ajungeți dintr-un loc în altul, indiferent de ruta aleasă.
Citeste si: Cum funcționează mișcarea sarcinilor electrice?
Rezumatul energiei electrice
Forța electrică se ocupă de interacțiunea dintre sarcinile electrice.
Direcția forței electrice este aceeași cu linia imaginară care leagă sarcinile electrice. atractiv sau respingător în funcție de semnele sarcinilor, iar intensitatea acesteia este calculată de legea Coulomb.
Legea lui Coulomb asociază mărimea forței electrice cu distanța dintre două sarcini electrice.
Sarcinile electrice de semne asemănătoare se atrag reciproc. Încărcăturile cu semne opuse se resping reciproc.
Munca poate fi calculată prin „efortul” pe care îl face o sarcină electrică pentru a se deplasa dintr-un punct în altul.
Ce este și care este originea forței electrice?
Forța electrostatică, numită în mod obișnuit forță electrică, face parte din cele patru interacțiunile fundamentale ale universului, împreună cu forțele nucleare puternice, nucleare slabe și gravitaționale. Apare ori de câte ori există un câmp electric cu o sarcină electrică în interiorul acestuia.
Orientarea forței electrice este următoarea:
Direcţie: paralel cu linia imaginară care leagă sarcinile electrice.
Sens: atractiv dacă sarcinile au același semn sau respingător dacă sarcinile au semne opuse.
Intensitate: calculate prin legea lui Coulomb.
Legea lui Coulomb
Legea lui Coulomb este principiul fizic responsabil pentru asocierea dintre forța electrostatică și distanța dintre două sarcini electrice scufundate în același mediu. A fost dezvoltat de Charles-Augustin de Coulomb (1736‒1806) în 1785.
Este un relație de proporționalitate între forță și sarcini, dar forta este invers proportionala cu patratul distantei, adica daca dublam distanta forta scade \(\frac{1}{4}\) a valorii sale originale.
\(\vec{F}\propto\left| Q_1\right|\ e\left| Q_2\right|\)
\(\vec{F}\propto\frac{1}{d^2}\)
De menționat importanța pe care o are semnul sarcinilor electrice în determinarea direcției forței care acționează între ele, fiind atractive pentru sarcinile cu semne opuse și respingătoare când sarcinile au semne opuse. egală.
Formula legii lui Coulomb este reprezentată de:
\(\vec{F}=k\frac{\left| Q_1\right|\ \bullet\left| Q_2\right|}{d^2}\)
\(\vec{F}\) este forța de interacțiune între particulele încărcate electric, măsurată în Newton [N].
\(\left| Q_1\right|\) și \(\stanga| Q_2\dreapta|\) sunt modulele de sarcină ale particulelor, măsurate în Coulomb \([Ç]\).
d este distanța dintre sarcini, măsurată în metri [m].
k este constanta electrostatică a mediului, măsurată în \({\stânga (N\bullet m\dreapta)^2/C}^2\).
Observare: Constanta electrostatică se modifică în funcție de mediul în care se află încărcăturile.
→ Lecție video despre legea lui Coulomb
munca cu forta electrica
Munca este aplicarea unei forțe pentru o deplasare și este irelevant care cale a fost luată, atâta timp cât pornesc din același punct spre același loc.
Având în vedere acest lucru, munca cu forta electricadepinde de forța aplicată unei sarcini electrice pentru a traversa distanța de la punctul 1 la punctul 2, așa cum se arată în imagine.
Calculăm munca folosind formula:
\(W=\vec{F}\bullet d\bullet\cos{\theta}\)
W este munca, măsurată în jouli \([J]\).
d este distanța deplasată, măsurată în metri \([m]\).
θ este unghiul dintre \(\vec{F}e\ d,\), măsurată în grade.
Citeste si: Electrostatică - domeniu de fizică destinat studiului sarcinilor în repaus
Forța electrică și câmpul electric
THE câmp electric are loc în vecinătatea unei sarcini electrice sau a unei suprafețe electrificate, fiind o proprietate intrinsecă a sarcinilor. THE Forța electrică apare atunci când există interacțiune între câmpurile electrice de cel puțin două sarcini electrice, așa cum se arată în imagine.
În ceea ce privește orientarea câmpului electric față de forța electrică:
Direcţie: la fel ca forța electrică, adică paralelă cu linia care unește sarcinile electrice.
Sens: la fel a forţei dacă \(q\geq0\), dar opus forţei dacă \(q<0\).
Intensitate: calculată prin formula câmpului electric sau prin formula care leagă forța electrică și câmpul electric, descrise mai jos:
\(\vec{F}=\left|q\right|\bullet\vec{E}\)
q este sarcina electrică, măsurată în coulombs \([Ç]\).
\(\vec{E}\) este câmpul electric, măsurat în \([N/C]\).
→ Lecție video despre câmpul electric
Exerciții rezolvate pe forța electrică
intrebarea 1
(Mack-SP) O sarcină electrică punctuală cu \(q=4,0\ \mu C\), care este plasat într-un punct P în vid, este supus unei forțe electrice de mărime \(1,2\ N\). Câmpul electric în acel punct P are mărimea:
cel) \(3.0\bullet{10}^5\ N/C\)
B) \(2,4\bullet{10}^5\ N/C\)
ç) \(1,2\bullet{10}^5\ N/C\)
d) \(4.0\bullet{10}^{-6}\ N/C\)
și) \(4,8\bullet{10}^{-6}\ N/C\)
Rezoluţie:
Alternativa A
Întrucât în enunț se indică valoarea forței și se solicită câmpul, putem folosi formularul care leagă atât:
\(\vec{F}=\left|q\right|\bullet\vec{E}\)
\(1,2=\left|4,0\ \mu\right|\bullet\vec{E}\)
Amintindu-și asta \(\mu={10}^{-6}\), noi avem:
\(1,2=4,0\bullet{10}^{-6}\bullet\vec{E}\)
\(\frac{1,2}{4,0\bullet{10}^{-6}}=\vec{E}\)
\(0,3\bullet{10}^6=\vec{E}\)
\(3\bullet{10}^{-1}\bullet{10}^6=\vec{E}\)
\(3\bullet{10}^{-1+6}=\vec{E}\)
\(3\bullet{10}^5N/C=\vec{E}\)
intrebarea 2
Există o sarcină electrică de \(2,4\bullet{10}^{-4}\ C\) într-un câmp electric de \(6\bullet{10}^4\N/C\) care se deplasează cu 50 cm paralel cu axa câmpului. Ce lucru face sarcina?
cel)\(W=-7,2\ J\)
B)\(W=14,4\bullet{10}^{-2}\ J\)
ç)\(W=7,2\bullet{10}^{-2}\ J\)
d)\(W=14,4\ J\)
și) \(W=7,2\ J\)
Rezoluţie:
Alternativa E
Folosind formula care leagă munca și forța electrică:
\(W=\vec{F}\bullet d\bullet\cos{\theta}\)
Deoarece forța electrică nu a fost dată, putem face calculul folosind câmpul electric și sarcina. Reținând că, deoarece sarcina este pozitivă, forța și câmpul ei sunt în aceeași direcție, deci unghiul dintre forță și distanța deplasată este de 0°:
\(W=\left|q\right|\bullet\vec{E}\bullet d\bullet\cos{\theta}\)
\(W=\left|2,4\bullet{10}^{-4}\right|\bullet\left (6\bullet{10}^4\right)\bullet0,5\bullet\cos0°\)
\(L=14,4\bullet{10}^{-4+4}\bullet0,5\bullet1\)
\(L=14,4\bullet0,5\)
\(W=7,2\ J\)
De Pâmella Raphaella Melo
Profesor de fizică
