THE električna sila je sila, ki nastane, ko dva električna naboja medsebojno delujeta z električnimi polji. Njegovo intenzivnost izračunamo s pomočjo Coulombov zakon.
Njegova smer je v skladu z namišljeno črto, ki povezuje naboje, njena smer pa se spreminja glede na znake električnih nabojev. Torej, kdaj \(q\geq0\), smer med silama je privlačna. Ampak ko \(q<0\), smer med silama je odbojna.
Coulombov zakon poleg tega, da se uporablja pri izračunu sile, povezuje to elektrostatično silo s kvadratom razdalje med naboji in okoljem, v katerega so vstavljeni. Delo električne sile lahko ugotovimo s količino energije, ki jo električni naboj morate priti iz enega kraja v drugega, ne glede na izbrano pot.
Preberite tudi: Kako deluje gibanje električnih nabojev?
Povzetek električne energije
Električna sila se ukvarja z interakcijo med električnimi naboji.
Smer električne sile je enaka kot namišljena črta, ki povezuje električne naboje. privlačna ali odbojna, odvisno od predznak naboja, njena intenzivnost pa se izračuna po zakonu Coulomb.
Coulombov zakon povezuje velikost električne sile z razdaljo med dvema električnima nabojema.
Električni naboji podobnih znakov se privlačijo. Naboji z nasprotnimi znaki se odbijajo.
Delo je mogoče izračunati s "naporom", ki ga električni naboj naredi, da se premakne z ene točke na drugo.
Ne nehaj zdaj... Po oglasu je več ;)
Kaj je in kakšen je izvor električne sile?
Elektrostatična sila, ki jo običajno imenujemo električna sila, je del štirih temeljne interakcije vesolja, skupaj z močnimi jedrskimi, šibkimi jedrskimi in gravitacijskimi silami. Pojavi se vedno, ko je v njem električno polje z električnim nabojem.
Usmeritev električne sile je naslednja:
Smer: vzporedno z namišljeno črto, ki povezuje električne naboje.
Smisel: privlačna, če imajo naboji enak predznak, ali odbijajoča, če imata naboja nasprotna predznaka.
Intenzivnost: izračunano po Coulombovem zakonu.
Coulombov zakon
Coulombov zakon je fizični princip, ki je odgovoren za povezavo med elektrostatično silo in razdaljo med dvema električnima nabojema, potopljenima v isti medij. Razvil ga je Charles-Augustin de Coulomb (1736‒1806) leta 1785.
Obstaja razmerje sorazmernosti med silo in obremenitvijo, vendar je sila obratno sorazmerna s kvadratom razdalje, torej če podvojimo razdaljo, se sila zmanjša \(\frac{1}{4}\) svoje prvotne vrednosti.
\(\vec{F}\propto\left| Q_1\right|\ e\left| Q_2\right|\)
\(\vec{F}\propto\frac{1}{d^2}\)
Omeniti velja pomen, ki ga ima predznak električnih nabojev pri določanju smeri sile, ki deluje med njima, privlačna za naboje z nasprotnimi predznaki in odbijajoča, če imata naboja nasprotna predznaka. enaka.
Formula Coulombovega zakona je predstavljena z:
\(\vec{F}=k\frac{\left| Q_1\right|\ \bullet\left| Q_2\right|}{d^2}\)
\(\vec{F}\) je sila interakcije med električno nabitimi delci, merjena v Newtonih [N].
\(\levo| Q_1\desno|\) in \(\levo| Q_2\desno|\) so moduli naboja delcev, merjeni v Coulombih \([Ç]\).
d je razdalja med naboji, merjena v metrih [m].
k je elektrostatična konstanta medija, merjena v \({\levo (N\bullet m\desno)^2/C}^2\).
Opazovanje: Elektrostatična konstanta se spreminja glede na okolje, v katerem so naboji.
→ Video lekcija o Coulombovem zakonu
delo na elektriko
Delo je uporaba sile za premik, pri čemer je nepomembno, katera pot je bila ubrana, dokler se začnejo iz iste točke proti istemu mestu.
Glede na to je delo na elektrikoodvisno od sile, ki deluje na električni naboj prečkati razdaljo od točke 1 do točke 2, kot je prikazano na sliki.
Delo izračunamo po formuli:
\(W=\vec{F}\bullet d\bullet\cos{\theta}\)
W je delo, merjeno v joulih \([J]\).
d je premična razdalja, merjena v metrih \([m]\).
θ je kot med \(\vec{F}e\ d,\), merjeno v stopinjah.
Preberite tudi: Elektrostatika - področje fizike, namenjeno preučevanju nabojev v mirovanju
Električna sila in električno polje
THE električno polje se pojavi v bližini električnega naboja ali elektrificirane površine, kar je intrinzična lastnost nabojev. THE Električna sila nastane, ko pride do interakcije med električnimi polji vsaj dveh električnih nabojev, kot je prikazano na sliki.
Glede orientacije električnega polja glede na električno silo:
Smer: enako kot električna sila, torej vzporedna s črto, ki povezuje električne naboje.
Smisel: enaka sila, če \(q\geq0\), vendar nasproti sili če \(q<0\).
Intenzivnost: izračunano po formuli električnega polja ali po formuli, ki povezuje električno silo in električno polje, opisano spodaj:
\(\vec{F}=\levo|q\desno|\bullet\vec{E}\)
q je električni naboj, merjen v kulonih \([Ç]\).
\(\vec{E}\) je električno polje, merjeno v \([N/C]\).
→ Video lekcija o električnem polju
Rešene vaje na električno silo
Vprašanje 1
(Mack-SP) Točkovni električni naboj z \(q=4,0\ \mu C\), ki je postavljena na točko P v vakuumu, je izpostavljena električni sili velikosti \(1,2\ N\). Električno polje v tej točki P ima velikost:
The) \(3.0\bullet{10}^5\ N/C\)
B) \(2.4\bullet{10}^5\ N/C\)
ç) \(1,2\bullet{10}^5\ N/C\)
d) \(4.0\bullet{10}^{-6}\ N/C\)
in) \(4.8\bullet{10}^{-6}\ N/C\)
Resolucija:
Alternativa A
Ker je v izjavi podana vrednost sile in zahtevano polje, lahko uporabimo obrazec, ki se nanaša na oboje:
\(\vec{F}=\levo|q\desno|\bullet\vec{E}\)
\(1,2=\levo|4,0\ \mu\right|\bullet\vec{E}\)
Spomin na to \(\mu={10}^{-6}\), imamo:
\(1,2=4,0\bullet{10}^{-6}\bullet\vec{E}\)
\(\frac{1,2}{4,0\bullet{10}^{-6}}=\vec{E}\)
\(0,3\bullet{10}^6=\vec{E}\)
\(3\bullet{10}^{-1}\bullet{10}^6=\vec{E}\)
\(3\bullet{10}^{-1+6}=\vec{E}\)
\(3\bullet{10}^5N/C=\vec{E}\)
vprašanje 2
Obstaja električni naboj \(2.4\bullet{10}^{-4}\ C\) v električnem polju \(6\bullet{10}^4\N/C\) ki se premakne za 50 cm vzporedno z osjo polja. Kakšno delo opravlja obremenitev?
The)\(W=-7,2\ J\)
B)\(W=14,4\bullet{10}^{-2}\ J\)
ç)\(W=7,2\bullet{10}^{-2}\ J\)
d)\(W=14,4\ J\)
in) \(W=7,2\ J\)
Resolucija:
Alternativa E
Z uporabo formule, ki povezuje delo in električno silo:
\(W=\vec{F}\bullet d\bullet\cos{\theta}\)
Ker električna sila ni bila podana, lahko naredimo izračun z uporabo električnega polja in naboja. Ne pozabite, da je naboj pozitiven, zato sta njegova sila in polje v isti smeri, zato je kot med silo in premaknjeno razdaljo 0°:
\(W=\left|q\right|\bullet\vec{E}\bullet d\bullet\cos{\theta}\)
\(W=\left|2,4\bullet{10}^{-4}\right|\bullet\left (6\bullet{10}^4\right)\bullet0,5\bullet\cos0°\)
\(W=14,4\bullet{10}^{-4+4}\bullet0,5\bullet1\)
\(W=14,4\bullet0,5\)
\(W=7,2\ J\)
Avtor: Pâmella Raphaella Melo
Učitelj fizike
