THE elektrická sila je sila, ktorá vzniká, keď existujú dva elektrické náboje, ktoré interagujú navzájom svojimi elektrickými poľami. Jeho intenzitu vypočítame pomocou Coulombov zákon.
Jeho smer je podľa pomyselnej čiary spájajúcej náboje a jeho smer sa mení podľa znakov elektrických nábojov. Takže keď \(q\geq0\), smer medzi silami je príťažlivý. Ale keď \(q<0\), smer medzi silami je odpudivý.
Coulombov zákon, okrem toho, že sa používa pri výpočte sily, prepája túto elektrostatickú silu s druhou mocninou vzdialenosti medzi nábojmi a prostredím, do ktorého sú vložené. Práca elektrickej sily sa dá zistiť množstvom energie, ktorú elektrický náboj potrebujete sa dostať z jedného miesta na druhé bez ohľadu na zvolenú trasu.
Prečítajte si tiež: Ako funguje pohyb elektrických nábojov?
Súhrn elektrickej energie
Elektrická sila sa zaoberá interakciou medzi elektrickými nábojmi.
Smer elektrickej sily je rovnaký ako pomyselná čiara spájajúca elektrické náboje. príťažlivý alebo odpudivý v závislosti od znakov nábojov a jeho intenzita sa vypočíta podľa zákona o Coulomb.
Coulombov zákon spája veľkosť elektrickej sily so vzdialenosťou medzi dvoma elektrickými nábojmi.
Elektrické náboje podobných znakov sa navzájom priťahujú. Náboje s opačnými znakmi sa navzájom odpudzujú.
Prácu možno vypočítať pomocou „úsilia“, ktoré elektrický náboj vynaloží na pohyb z jedného bodu do druhého.
Čo je a aký je pôvod elektrickej sily?
Elektrostatická sila, bežne nazývaná elektrická sila, je súčasťou štyroch základné interakcie vesmíruspolu so silnými jadrovými, slabými jadrovými a gravitačnými silami. Objavuje sa vždy, keď je v ňom elektrické pole s elektrickým nábojom.
Orientácia elektrickej sily je nasledovná:
Smer: rovnobežne s pomyselnou čiarou spájajúcou elektrické náboje.
zmysel: atraktívne, ak majú náboje rovnaké znamienko alebo odpudivé, ak majú náboje opačné znamienka.
Intenzita: vypočítané podľa Coulombovho zákona.
Coulombov zákon
Coulombov zákon je fyzikálny princíp zodpovedný za spojenie medzi elektrostatickou silou a vzdialenosťou medzi dvoma elektrickými nábojmi ponorenými do rovnakého média. Bol vyvinutý spoločnosťou Charles-Augustin de Coulomb (1736‒1806) v roku 1785.
Existuje a pomer úmernosti medzi silou a zaťažením, ale sila je nepriamo úmerná druhej mocnine vzdialenosti, to znamená, že ak vzdialenosť zdvojnásobíme, sila sa zníži \(\frac{1}{4}\) svojej pôvodnej hodnoty.
\(\vec{F}\propto\left| Q_1\right|\ e\left| Q_2\right|\)
\(\vec{F}\propto\frac{1}{d^2}\)
Za zmienku stojí význam, ktorý má znamienko elektrických nábojov pri určovaní smeru pôsobenia sily medzi nimi, je príťažlivý pre náboje s opačnými znamienkami a odpudivý, keď majú náboje opačné znamienka. rovná sa.
Vzorec Coulombovho zákona predstavuje:
\(\vec{F}=k\frac{\left| Q_1\right|\ \bullet\left| Q_2\right|}{d^2}\)
\(\vec{F}\) je sila interakcie medzi elektricky nabitými časticami, meraná v Newtonoch [N].
\(\vľavo| Q_1\vpravo|\) a \(\vľavo| Q_2\vpravo|\) sú nábojové moduly častíc, merané v Coulombe \([Ç]\).
d je vzdialenosť medzi nábojmi, meraná v metroch [m].
k je elektrostatická konštanta média, meraná v \({\left (N\bullet m\right)^2/C}^2\).
Pozorovanie: Elektrostatická konštanta sa mení podľa prostredia, v ktorom sa náboje nachádzajú.
→ Video lekcia o Coulombovom zákone
elektrická silová práca
Práca je aplikácia sily na posunutie a je irelevantné, ktorá cesta sa vybrala, pokiaľ začínajú z rovnakého bodu smerom k rovnakému miestu.
Vzhľadom na to, elektrická silová prácazávisí od sily pôsobiacej na elektrický náboj aby ste prekonali vzdialenosť z bodu 1 do bodu 2, ako je znázornené na obrázku.
Prácu vypočítame pomocou vzorca:
\(W=\vec{F}\bullet d\bullet\cos{\theta}\)
W je práca, meraná v jouloch \([J]\).
d je posunutá vzdialenosť meraná v metroch \([m]\).
θ je uhol medzi \(\vec{F}e\ d,\), merané v stupňoch.
Prečítajte si tiež: Elektrostatika - oblasť fyziky určená na štúdium pokojových nábojov
Elektrická sila a elektrické pole
THE elektrické pole vyskytuje sa v blízkosti elektrického náboja alebo elektrifikovaného povrchu, pričom ide o vnútornú vlastnosť náboja. THE Elektrická sila vzniká pri interakcii medzi elektrickými poľami aspoň dvoch elektrických nábojov, ako je znázornené na obrázku.
Pokiaľ ide o orientáciu elektrického poľa vzhľadom na elektrickú silu:
Smer: rovnaká ako elektrická sila, to znamená rovnobežná s čiarou spájajúcou elektrické náboje.
zmysel: to isté zo sily ak \(q\geq0\), ale oproti sile ak \(q<0\).
Intenzita: vypočítané vzorcom elektrického poľa alebo vzorcom, ktorý spája elektrickú silu a elektrické pole, opísaný nižšie:
\(\vec{F}=\left|q\right|\bullet\vec{E}\)
q je elektrický náboj, meraný v coulombách \([Ç]\).
\(\vec{E}\) je elektrické pole, merané v \([N/C]\).
→ Video lekcia o elektrickom poli
Cvičenia riešené na elektrickú silu
Otázka 1
(Mack-SP) Bodový elektrický náboj s \(q=4,0\ \mu C\), ktorý je umiestnený v bode P vo vákuu, je vystavený elektrickej sile veľkosti \(1,2\ N\). Elektrické pole v tomto bode P má veľkosť:
) \(3.0\bullet{10}^5\ N/C\)
b) \(2,4\bullet{10}^5\ N/C\)
ç) \(1,2\bullet{10}^5\ N/C\)
d) \(4.0\bullet{10}^{-6}\ N/C\)
a) \(4,8\bullet{10}^{-6}\ N/C\)
Rozhodnutie:
Alternatíva A
Keďže vo vyhlásení je uvedená hodnota sily a požadované pole, môžeme použiť formulár, ktorý sa týka oboch:
\(\vec{F}=\left|q\right|\bullet\vec{E}\)
\(1,2=\left|4,0\ \mu\right|\bullet\vec{E}\)
Spomínajúc na to \(\mu={10}^{-6}\), máme:
\(1,2=4,0\bullet{10}^{-6}\bullet\vec{E}\)
\(\frac{1,2}{4,0\bullet{10}^{-6}}=\vec{E}\)
\(0,3\bullet{10}^6=\vec{E}\)
\(3\bullet{10}^{-1}\bullet{10}^6=\vec{E}\)
\(3\bullet{10}^{-1+6}=\vec{E}\)
\(3\bullet{10}^5N/C=\vec{E}\)
otázka 2
Existuje elektrický náboj o \(2,4\bullet{10}^{-4}\ C\) v elektrickom poli \(6\bullet{10}^4\N/C\) ktorý sa pohybuje 50 cm rovnobežne s osou poľa. Akú prácu vykonáva záťaž?
)\(W=-7,2\ J\)
b)\(W=14,4\bullet{10}^{-2}\ J\)
ç)\(W=7,2\bullet{10}^{-2}\ J\)
d)\(W=14,4\ J\)
a) \(W=7,2\ J\)
Rozhodnutie:
Alternatíva E
Pomocou vzorca, ktorý spája prácu a elektrickú silu:
\(W=\vec{F}\bullet d\bullet\cos{\theta}\)
Keďže elektrická sila nebola daná, môžeme urobiť výpočet pomocou elektrického poľa a náboja. Pamätajte si, že keďže je náboj kladný, jeho sila a pole sú v rovnakom smere, takže uhol medzi silou a posunutou vzdialenosťou je 0°:
\(W=\left|q\right|\bullet\vec{E}\bullet d\bullet\cos{\theta}\)
\(W=\left|2,4\bullet{10}^{-4}\right|\bullet\left (6\bullet{10}^4\right)\bullet0,5\bullet\cos0°\)
\(W=14,4\bullet{10}^{-4+4}\bullet0,5\bullet1\)
\(W=14,4\bullet0,5\)
\(W=7,2\ J\)
Autor: Pâmella Raphaella Melo
Učiteľ fyziky
