Πώς αλλάζει η ηλεκτρική ενέργεια μεταξύ δύο θετικά φορτισμένων σωματιδίων εάν η απόσταση τους μειώνεται κατά συντελεστή 3;
Κατανόηση της σχέσης
* Νόμος του Coulomb: Η δύναμη μεταξύ δύο φορτισμένων σωματιδίων είναι άμεσα ανάλογη με το προϊόν των φορτίων τους και αντιστρόφως ανάλογα με το τετράγωνο της απόστασης μεταξύ τους.
* ηλεκτρικό δυναμικό ενέργεια: Η ηλεκτρική δυναμική ενέργεια μεταξύ δύο φορτισμένων σωματιδίων είναι η εργασία που έγινε για να τους φέρει από άπειρη απόσταση από τον τρέχοντα διαχωρισμό τους. Είναι επίσης άμεσα ανάλογο με το προϊόν των χρεώσεων και αντιστρόφως ανάλογη προς την απόσταση μεταξύ τους.
Η επίδραση της μείωσης της απόστασης
Όταν μειώνετε την απόσταση μεταξύ δύο θετικά φορτισμένων σωματιδίων κατά συντελεστή 3, συμβαίνει τα ακόλουθα:
1. Η δύναμη αυξάνεται: Η δύναμη μεταξύ τους γίνεται * εννέα * φορές ισχυρότερη (δεδομένου ότι είναι αντιστρόφως ανάλογη προς το τετράγωνο της απόστασης).
2. Η πιθανή ενέργεια αυξάνεται: Η ηλεκτρική δυναμική ενέργεια μεταξύ τους αυξάνεται επίσης κατά συντελεστή * τριών * (δεδομένου ότι είναι αντιστρόφως ανάλογη προς την απόσταση).
Περίληψη
* Η μείωση της απόστασης μεταξύ δύο θετικά φορτισμένων σωματιδίων αυξάνει την ενέργεια ηλεκτρικού δυναμικού μεταξύ τους.
* Η αύξηση της δυνητικής ενέργειας είναι άμεσα ανάλογη με τη μείωση της απόστασης.
Μαθηματική εκπροσώπηση
Αφήνω:
* «Είσαι η αρχική δυναμική ενέργεια
* «Είσαι η τελική δυναμική ενέργεια
* `r` είναι η αρχική απόσταση
* `r'` Be η τελική απόσταση (r '=r/3)
Ο τύπος για την ηλεκτρική δυναμική ενέργεια είναι:
U =k * (q1 * q2) / r
Δεδομένου ότι r '=r/3, μπορούμε να γράψουμε:
U '=k * (q1 * q2) / r' =k * (q1 * q2) / (r / 3) =3 * k * (q1 * q2) / r =3u
Επομένως, η τελική δυναμική ενέργεια (`u'`) είναι τρεις φορές η αρχική δυναμική ενέργεια (` u`).
