Πώς βρίσκετε τη δύναμη μιας χρέωσης;
Εδώ είναι πώς να σπάσετε τη διαδικασία εύρεσης της δύναμης σε μια χρέωση:
1. Προσδιορίστε το ηλεκτρικό πεδίο:
* Σημείωση: Το ηλεκτρικό πεδίο που δημιουργείται από ένα σημείο φόρτισης «Q» σε απόσταση «R» δίνεται από:
E =k * q / r²
όπου το «k» είναι η σταθερά του Coulomb (περίπου 8.99 x 10 ⋅ n θέση/c2).
* Πολλαπλές χρεώσεις: Εάν υπάρχουν πολλαπλές χρεώσεις, πρέπει να υπολογίσετε το ηλεκτρικό πεδίο λόγω κάθε φορτίου μεμονωμένα και στη συνέχεια να τα διανύσετε για να βρείτε το καθαρό ηλεκτρικό πεδίο στο σημείο ενδιαφέροντος.
* Συνεχής κατανομή φόρτισης: Για μια συνεχής κατανομή φορτίου (όπως μια ράβδο ή σφαίρα), πρέπει να ενσωματώσετε τη συμβολή κάθε στοιχείου φορτίου απεριόριστου στο συνολικό ηλεκτρικό πεδίο.
2. Υπολογίστε τη δύναμη:
Μόλις γνωρίζετε το ηλεκτρικό πεδίο (e) στη θέση ενός φορτίου (q), μπορείτε να υπολογίσετε τη δύναμη (f) σε αυτό το φορτίο χρησιμοποιώντας:
* f =q * e
Αυτό σημαίνει:
* κατεύθυνση: Η δύναμη θα είναι στην ίδια κατεύθυνση με το ηλεκτρικό πεδίο εάν το φορτίο είναι θετικό και προς την αντίθετη κατεύθυνση εάν το φορτίο είναι αρνητικό.
* μέγεθος: Το μέγεθος της δύναμης είναι άμεσα ανάλογο τόσο με το μέγεθος του φορτίου όσο και με τη δύναμη του ηλεκτρικού πεδίου.
Παράδειγμα:
Ας πούμε ότι έχετε φορτίο +2 μC που βρίσκεται 0,5 m μακριά από ένα φορτίο +5 μC. Για να βρείτε τη δύναμη στο φορτίο +2 μC:
1. Βρείτε το ηλεκτρικό πεδίο στη θέση του φορτίου +2 μC:
E =k * q / r² =(8.99 x 10⁹ n⋅m² / c²) * (5 x 10⁻⁶ c) / (0.5 m) ² =1,8 x 10⁵ n / c
2. Υπολογίστε τη δύναμη στο φορτίο +2 μC:
F =q * e =(2 x 10⁻⁶ c) * (1,8 x 10⁵ n/c) =0,36 n
Επομένως, η δύναμη στο φορτίο +2 μC είναι 0,36 Ν και κατευθύνεται μακριά από το φορτίο +5 μC (δεδομένου ότι και τα δύο φορτία είναι θετικά).
Σημαντική σημείωση: Η δύναμη μεταξύ δύο φορτίων είναι μια αμοιβαία δύναμη , δηλαδή και οι δύο χρεώσεις βιώνουν μια δύναμη ίσου μεγέθους αλλά αντίθετη κατεύθυνση.
