Elektrická sila: čo to je a ako používať vzorec

Elektrická sila je interakcia príťažlivosti alebo odpudzovania generovaná medzi dvoma nábojmi v dôsledku existencie elektrického poľa okolo nich.

Schopnosť náboja vytvárať elektrické sily objavil a študoval francúzsky fyzik Charles Augustin de Coulomb (1736 - 1806) na konci 18. storočia.

Okolo roku 1780 vytvoril Coulomb torznú rovnováhu a pomocou tohto prístroja experimentálne preukázal intenzitu sily je priamo úmerná hodnote elektrických nábojov, ktoré interagujú, a nepriamo úmerná druhej mocnine vzdialenosti, ktorú oddeľuje.

Vzorec elektrickej sily

Matematický vzorec nazývaný tiež Coulombov zákon, ktorý vyjadruje intenzitu elektrickej sily, je:

V medzinárodnom systéme jednotiek (SI) je intenzita elektrickej sily (F) vyjadrená v newtonoch (N).

Podmienky, ktoré₁ a čo₂ vzorca zodpovedajú absolútnym hodnotám elektrických nábojov, ktorých jednotka SI je coulomb (C), a vzdialenosť oddeľujúca dva náboje (r) je vyjadrená v metroch (m).

Konstanta proporcionality (K) závisí od média, do ktorého sú vložené náboje, napríklad vo vákuu sa tento výraz nazýva elektrostatická konštanta (K

₀) a jeho hodnota je 9.10⁹ Nm²/ Dz.

Naučiť sa viac oCoulombov zákon.

Na čo sa používa vzorec elektrickej sily a ako ho vypočítať?

Vzorec vytvorený Coulombom sa používa na popísanie intenzity vzájomnej interakcie medzi dvoma bodovými nábojmi. Tieto náboje sú elektrifikované telesá, ktorých rozmery sú v porovnaní so vzdialenosťou medzi nimi zanedbateľné.

Elektrická príťažlivosť sa vyskytuje medzi nábojmi, ktoré majú opačné znaky, pretože existujúca sila je sila príťažlivosti. K elektrickému odpudzovaniu dochádza, keď sa spoja náboje toho istého znamenia, pretože na ne pôsobí odpudivá sila.

Na výpočet elektrickej sily sa používajú signály elektrické náboje neberú sa do úvahy, iba ich hodnoty. Na nasledujúcich príkladoch sa dozviete, ako vypočítať elektrickú silu.

Príklad 1: Dve elektrifikované častice, q₁ = 3,0 x 10^-6 C a q₂ = 5,0 x 10^-6 C a zanedbateľných rozmerov sú umiestnené vo vzdialenosti 5 cm od seba. Určte silu elektrickej sily vzhľadom na to, že sú vo vákuu. Použite elektrostatickú konštantu K₀ = 9. 10⁹ Nm²/ Dz.

Riešenie: Na zistenie elektrickej sily musia byť údaje použité vo vzorci s rovnakými jednotkami ako elektrostatická konštanta.

Upozorňujeme, že vzdialenosť bola uvedená v centimetroch, ale konštanta je meter, takže prvým krokom je transformácia jednotky vzdialenosti.

Ďalším krokom je nahradenie hodnôt vo vzorci a výpočet elektrickej sily.

Dospeli sme k záveru, že intenzita elektrickej sily pôsobiacej na náboje je 54 N.

Tiež by vás mohlo zaujímaťelektrostatika.

Príklad 2: Vzdialenosť medzi bodmi A a B je 0,4 m a bremená Q sa nachádzajú na koncoch₁ a Q₂. Tretí poplatok, Q₃, bol vložený v bode, ktorý je 0,1 m od Q₁.

Vypočítajte čistú silu na Q₃ s vedomím, že:

• Q₁ = 2,0 x 10^-6 Ç
• Q₂ = 8,0 x 10^-6 Ç
• Q₃ = - 3,0 x 10^-6 Ç
• K₀ = 9. 10⁹ Nm²/ Dz

Riešenie: Prvým krokom pri riešení tohto príkladu je výpočet sily elektrickej sily medzi dvoma nábojmi súčasne.

Začnime výpočtom príťažlivej sily medzi Q₁ a Q₃.

Teraz vypočítame príťažlivú silu medzi Q₃ a Q₂.

Ak je celková vzdialenosť medzi riadkom je 0,4 ma Q₃ je umiestnená 0,1 m od A, čo znamená, že vzdialenosť medzi Q₃ a Q₂ je 0,3 m.

Z hodnôt príťažlivých síl medzi záťažami môžeme výslednú silu vypočítať takto:

Dospeli sme k záveru, že výsledná elektrická sila, ktorú Q₁ a Q₂ pôsobiť na Q₃ je 3 N.

Nasledujúce zoznamy vám pomôžu pokračovať v testovaní vašich vedomostí:

• Coulombov zákon - cvičenia
• Elektrický náboj - Cvičenia
• Elektrostatika - cvičenia