Πώς μπορείτε να βρείτε τη δύναμη μεταξύ αντικειμένων που διαχωρίζονται;
διαφορετικές δυνάμεις, διαφορετικές εξισώσεις:
* βαρυτική δύναμη: Αυτή είναι η δύναμη έλξης μεταξύ οποιωνδήποτε δύο αντικειμένων με μάζα. Η εξίσωση για τη βαρυτική δύναμη είναι:
`` `
F =g * (m1 * m2) / r^2
`` `
Οπου:
* F είναι η βαρυτική δύναμη
* Το G είναι η βαρυτική σταθερά (περίπου 6,674 x 10^-11 n m²/kg²)
* Τα M1 και M2 είναι οι μάζες των δύο αντικειμένων
* r είναι η απόσταση μεταξύ των κέντρων τους
* Ηλεκτροστατική δύναμη: Αυτή είναι η δύναμη έλξης ή απόρριψης μεταξύ φορτισμένων αντικειμένων. Η εξίσωση για την ηλεκτροστατική δύναμη είναι:
`` `
F =k * (q1 * q2) / r^2
`` `
Οπου:
* F είναι η ηλεκτροστατική δύναμη
* k είναι η σταθερά του Coulomb (περίπου 8.98755 x 10^9 n m²/c²)
* Q1 και Q2 είναι τα μεγέθη των φορτίων στα δύο αντικείμενα
* r είναι η απόσταση μεταξύ των κέντρων τους
* Μαγνητική δύναμη: Αυτή είναι η δύναμη που ασκείται από ένα μαγνητικό πεδίο σε ένα κινούμενο ηλεκτρικό φορτίο. Η εξίσωση για τη μαγνητική δύναμη είναι πιο πολύπλοκη και εξαρτάται από την κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου, την ταχύτητα του φορτίου και το μέγεθος του φορτίου.
Βασικές έννοιες:
* Αντίστροφη τετράγωνη νόμος: Τόσο οι βαρυτικές όσο και οι ηλεκτροστατικές δυνάμεις ακολουθούν ένα αντίστροφο τετράγωνο νόμο, που σημαίνει ότι η δύναμη μειώνεται ταχέως καθώς η απόσταση μεταξύ των αντικειμένων αυξάνεται. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η δύναμη γίνεται πολύ πιο αδύναμη όταν τα αντικείμενα είναι πιο μακριά.
* ελκυστικό έναντι απωθητικής: Η βαρυτική δύναμη είναι πάντα ελκυστική. Η ηλεκτροστατική δύναμη μπορεί να είναι ελκυστική (αντίθετα φορτία) ή απωθητική (όπως οι χρεώσεις).
* πεδία: Μπορείτε επίσης να σκεφτείτε αυτές τις δυνάμεις όσον αφορά τους τομείς. Τα βαρυτικά πεδία δημιουργούνται από μάζες και τα ηλεκτροστατικά πεδία δημιουργούνται με χρεώσεις. Αυτά τα πεδία ασκούν δυνάμεις σε άλλες μάζες ή χρεώσεις μέσα σε αυτά.
Παράδειγμα:
Ας υποθέσουμε ότι θέλετε να βρείτε τη βαρυτική δύναμη μεταξύ της γης και του φεγγαριού:
1. Προσδιορίστε τις μάζες:
* Μάζα γης (M1) =5.972 x 10^24 kg
* Μάζα φεγγάρι (M2) =7.342 x 10^22 kg
2. Προσδιορίστε την απόσταση:
* Μέση απόσταση μεταξύ γης και φεγγάρι (r) =3,844 x 10^8 m
3. Εφαρμόστε την εξίσωση:
`` `
F =(6.674 x 10^-11 n m² / kg²) * (5.972 x 10^24 kg * 7.342 x 10^22 kg) / (3.844 x 10^8 m)^2
`` `
* F ≈ 1,98 x 10^20 n (αυτή είναι η δύναμη έλξης μεταξύ της γης και του φεγγαριού)
Συμπερασματικά:
Για να βρείτε τη δύναμη μεταξύ των αντικειμένων σε οποιαδήποτε απόσταση, πρέπει να γνωρίζετε τον τύπο δύναμης και τις σχετικές πληροφορίες (μάζες, χρεώσεις, αποστάσεις κ.λπ.) και στη συνέχεια να εφαρμόσετε την κατάλληλη εξίσωση.
