Πώς σχετίζονται η δύναμη και η χρέωση;
1. Ο νόμος του Coulomb:
* Αυτός ο νόμος περιγράφει την ηλεκτροστατική δύναμη μεταξύ των δύο φορτίων.
* Η δύναμη είναι άμεσα ανάλογη με το προϊόν των φορτίων και αντιστρόφως ανάλογη προς το τετράγωνο της απόστασης μεταξύ τους.
* Μαθηματικά, αυτό εκφράζεται ως:
* f =k * (q1 * q2) / r²
* Πού:
* F είναι η ηλεκτροστατική δύναμη
* k είναι η σταθερά του Coulomb (μια σταθερά αναλογικότητας)
* Q1 και Q2 είναι τα μεγέθη των δύο χρεώσεων
* r είναι η απόσταση μεταξύ των χρεώσεων.
2. Ηλεκτρικά πεδία:
* Οι χρεώσεις δημιουργούν ηλεκτρικά πεδία γύρω τους.
* Ένα ηλεκτρικό πεδίο είναι μια περιοχή χώρου όπου ένα φορτισμένο αντικείμενο βιώνει μια δύναμη.
* Η αντοχή του ηλεκτρικού πεδίου είναι ανάλογη του μεγέθους του φορτίου που το δημιουργεί.
* Ένα φορτισμένο σωματίδιο τοποθετημένο σε ένα ηλεκτρικό πεδίο βιώνει μια δύναμη λόγω του πεδίου.
3. Μαγνητικά πεδία:
* Τα φορτία μετακίνησης παράγουν μαγνητικά πεδία.
* Ένα μαγνητικό πεδίο ασκεί μια δύναμη σε μια κινούμενη φόρτιση.
* Η δύναμη σε ένα κινούμενο φορτίο σε ένα μαγνητικό πεδίο είναι κάθετη τόσο στην ταχύτητα του φορτίου όσο και στην κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου.
* Αυτό περιγράφεται από τον νόμο Lorentz Force:
* f =q (v x b)
* Πού:
* F είναι η μαγνητική δύναμη
* Q είναι η χρέωση
* V είναι η ταχύτητα της χρέωσης
* Β είναι η δύναμη του μαγνητικού πεδίου
Συνοπτικά:
* Η χρέωση είναι η πηγή ηλεκτρικών και μαγνητικών πεδίων.
* Τα ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία ασκούν δυνάμεις σε φορτισμένα σωματίδια.
* Η δύναμη της δύναμης είναι άμεσα ανάλογη με το μέγεθος του φορτίου.
Παράδειγμα:
* Δύο ηλεκτρόνια (και τα δύο αρνητικά φορτισμένα) θα αποκρούσουν ο ένας τον άλλον λόγω του νόμου του Coulomb.
* Ένα πρωτόνιο που κινείται μέσα από ένα μαγνητικό πεδίο θα βιώσει μια δύναμη λόγω του νόμου Lorentz Force.
Αυτά είναι μόνο μερικά παραδείγματα για το πώς η δύναμη και η χρέωση είναι βαθιά αλληλένδετα. Οι θεμελιώδεις νόμοι του ηλεκτρομαγνητισμού διέπουν τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ των φορτισμένων σωματιδίων και των δυνάμεων που αντιμετωπίζουν.
