THE електрична сила — сила, яка виникає, коли два електричні заряди взаємодіють з електричними полями один одного. Розраховуємо його інтенсивність за допомогою Закон Кулона.
Його напрямок залежить від уявної лінії, що з’єднує заряди, а напрям змінюється відповідно до знаків електричних зарядів. Тому, коли \(q\geq0\), напрям між силами є привабливим. Але коли \(q<0\), напрям між силами є відштовхуючим.
Закон Кулона, крім того, що використовується при обчисленні сили, пов’язує цю електростатичну силу з квадратом відстані між зарядами та середовищем, в яке вони вставлені. Роботу електричної сили можна знайти за кількістю енергії електричний заряд необхідно добиратися з одного місця в інше, незалежно від обраного маршруту.
Читайте також: Як відбувається рух електричних зарядів?
Зведення електроенергії
Електрична сила має справу з взаємодією між електричними зарядами.
Напрям електричної сили такий самий, як і уявна лінія, що з’єднує електричні заряди. Притягання чи відштовхування залежно від знаків зарядів, а його інтенсивність розраховується за законом Кулон.
Закон Кулона пов’язує величину електричної сили з відстанню між двома електричними зарядами.
Електричні заряди подібних знаків притягуються один до одного. Заряди протилежних знаків відштовхуються один від одного.
Роботу можна обчислити за «зусиллям», які електричний заряд докладає для переміщення з однієї точки в іншу.
Що таке і яке походження електричної сили?
Електростатична сила, яку зазвичай називають електричною силою, є частиною чотирьох фундаментальні взаємодії Всесвітупоряд з сильними ядерними, слабкими ядерними і гравітаційними силами. Воно з’являється, коли всередині є електричне поле з електричним зарядом.
Орієнтація електричної сили така:
Напрямок: паралельно уявній лінії, що з'єднує електричні заряди.
Сенс: привабливий, якщо заряди мають однаковий знак, або відштовхувальний, якщо заряди мають протилежні знаки.
Інтенсивність: обчислюється за законом Кулона.
Закон Кулона
Закон Кулона — це фізичний принцип, відповідальний за зв’язок між електростатичною силою та відстанню між двома електричними зарядами, зануреними в одне середовище. Його розробили Шарль-Огюстен де Кулон (1736‒1806) у 1785р.
Існує співвідношення пропорційності між силою і навантаженнями, але сила обернено пропорційна квадрату відстані, тобто якщо подвоїти відстань, сила зменшиться \(\frac{1}{4}\) його первісної вартості.
\(\vec{F}\propto\left| Q_1\right|\ e\left| Q_2\right|\)
\(\vec{F}\propto\frac{1}{d^2}\)
Варто згадати про те значення, яке має знак електричних зарядів у визначенні напрямку сили, що діє між ними, будучи привабливою для зарядів з протилежними знаками і відштовхувальною, коли заряди мають протилежні знаки. дорівнює.
Формула закону Кулона представлена так:
\(\vec{F}=k\frac{\left| Q_1\right|\ \bullet\left| Q_2\right|}{d^2}\)
\(\vec{F}\) – сила взаємодії між електрично зарядженими частинками, виміряна в Ньютонах [Н].
\(\ліво| Q_1\право|\) і \(\ліво| Q_2\право|\) – модулі заряду частинок, виміряні в кулонах \([Ç]\).
d – відстань між зарядами, виміряна в метрах [м].
к – електростатична константа середовища, виміряна в \({\ліворуч (N\bullet m\right)^2/C}^2\).
Спостереження: електростатична постійна змінюється залежно від середовища, в якому перебувають заряди.
→ Відеоурок із закону Кулона
електрична силова робота
Робота — це застосування сили для переміщення, і не має значення, який шлях був обраний, якщо вони починаються з однієї точки до того самого місця.
З огляду на це, електрична силова роботазалежить від сили, прикладеної до електричного заряду щоб перетнути відстань від точки 1 до точки 2, як показано на зображенні.
Розраховуємо роботу за формулою:
\(W=\vec{F}\bullet d\bullet\cos{\theta}\)
В це робота, що вимірюється в джоулях \([J]\).
d – відстань, що переміщується, вимірюється в метрах \([м]\).
θ - це кут між \(\vec{F}e\ d,\), вимірюється в градусах.
Читайте також: Електростатика — область фізики, призначена для вивчення зарядів у стані спокою
Електрична сила і електричне поле
THE електричне поле виникає поблизу електричного заряду або наелектризованої поверхні, що є внутрішньою властивістю зарядів. THE Електрична сила виникає при взаємодії між електричними полями щонайменше двох електричних зарядів, як показано на зображенні.
Щодо орієнтації електричного поля відносно електричної сили:
Напрямок: так само, як і електрична сила, тобто паралельно прямій, що з’єднує електричні заряди.
Сенс: та ж сила, якщо \(q\geq0\), але протилежна силі якщо \(q<0\).
Інтенсивність: розраховується за формулою електричного поля або за формулою, яка пов'язує електричну силу та електричне поле, описану нижче:
\(\vec{F}=\left|q\right|\bullet\vec{E}\)
q – електричний заряд, виміряний в кулонах \([Ç]\).
\(\vec{E}\) – електричне поле, виміряне в \([Н/З]\).
→ Відеоурок про електричне поле
Розв’язування вправ на електричну силу
питання 1
(Мак-СП) Точковий електричний заряд с \(q=4,0\ \mu C\), який розміщений у точці P у вакуумі, піддається дії електричної сили величиною \(1,2\ N\). Електричне поле в цій точці P має величину:
в) \(3.0\bullet{10}^5\ N/C\)
б) \(2.4\bullet{10}^5\ N/C\)
ç) \(1,2\bullet{10}^5\ N/C\)
г) \(4.0\bullet{10}^{-6}\ N/C\)
і) \(4.8\bullet{10}^{-6}\ N/C\)
Роздільна здатність:
Альтернатива А
Оскільки в заяві надається значення сили та запитується поле, ми можемо використовувати форму, яка стосується обох:
\(\vec{F}=\left|q\right|\bullet\vec{E}\)
\(1,2=\left|4,0\ \mu\right|\bullet\vec{E}\)
Пам'ятаючи про це \(\mu={10}^{-6}\), ми маємо:
\(1,2=4,0\bullet{10}^{-6}\bullet\vec{E}\)
\(\frac{1,2}{4,0\bullet{10}^{-6}}=\vec{E}\)
\(0,3\bullet{10}^6=\vec{E}\)
\(3\bullet{10}^{-1}\bullet{10}^6=\vec{E}\)
\(3\bullet{10}^{-1+6}=\vec{E}\)
\(3\bullet{10}^5N/C=\vec{E}\)
питання 2
Є електричний заряд \(2.4\bullet{10}^{-4}\ C\) в електричному полі \(6\bullet{10}^4\N/C\) який рухається на 50 см паралельно осі поля. Яку роботу виконує вантаж?
в)\(W=-7,2\ Дж\)
б)\(W=14,4\bullet{10}^{-2}\ J\)
ç)\(W=7,2\bullet{10}^{-2}\ J\)
г)\(W=14,4\ Дж\)
і) \(W=7,2\ Дж\)
Роздільна здатність:
Альтернатива Е
Використовуючи формулу, яка пов’язує роботу та електричну силу:
\(W=\vec{F}\bullet d\bullet\cos{\theta}\)
Оскільки електрична сила не була задана, ми можемо зробити розрахунок, використовуючи електричне поле та заряд. Пам’ятайте, що оскільки заряд позитивний, його сила і поле мають однаковий напрямок, отже, кут між силою та зміщеною відстанню дорівнює 0°:
\(W=\left|q\right|\bullet\vec{E}\bullet d\bullet\cos{\theta}\)
\(W=\left|2,4\bullet{10}^{-4}\right|\bullet\left (6\bullet{10}^4\right)\bullet0,5\bullet\cos0°\)
\(W=14,4\bullet{10}^{-4+4}\bullet0,5\bullet1\)
\(W=14,4\bullet0,5\)
\(W=7,2\ Дж\)
Автор Памелла Рафаелла Мело
Вчитель фізики