Φυσική

1. Ροπή αδράνειας του σωματιδίου

Εξετάστε ένα περιστρεφόμενο σωματίδιο. Στο σωματίδιο με μάζα m δίνεται η δύναμη F, έτσι ώστε να περιστρέφεται γύρω από τον άξονα O. Το σωματίδιο απέχει r από τον άξονα περιστροφής. Αρχικά, το σωματίδιο ακινητοποιείται (v = 0). Αφού κινηθεί με τη δύναμη του F, τα σωματίδια κινούνται με μια ορισμένη ταχύτητα, έτσι ώστε τα σωματίδια να έχουν εφαπτομενική επιτάχυνση. Η σχέση μεταξύ της δύναμης (F), της μάζας (m) και της εφαπτομενικής επιτάχυνσης των σωματιδίων εκφράζεται από την εξίσωση 3:

Διαβάστε περισσότερα

Ορισμός του ηλεκτρικού ρεύματος

Σε έναν αγωγό όπως ο χαλκός, υπάρχουν ηλεκτρόνια που κινούνται τυχαία με μεγάλη ταχύτητα ελεύθερα, αλλά δεν διαφεύγουν από το μέταλλο. Τα ηλεκτρόνια που μπορούν να κινούνται ελεύθερα ονομάζονται ελεύθερα ηλεκτρόνια. Αν και τα ηλεκτρόνια κινούνται ελεύθερα προς όλες τις κατευθύνσεις, δεν υπάρχει συνολική ροή ηλεκτρονίων προς μια συγκεκριμένη κατεύθυνση. Αυτή η κατάσταση συμβαίνει όταν δεν υπάρχει διαφορά δυναμικού μεταξύ των δύο άκρων του χάλκινου σύρματος.

Όταν το σύρμα συνδέεται σε μια ηλεκτρική πηγή, δημιουργείται διαφορά δυναμικού μεταξύ των δύο άκρων του χάλκινου σύρματος, έτσι ώστε να εμφανίζεται ένα ηλεκτρικό πεδίο μέσα στο χάλκινο σύρμα. Η ύπαρξη ενός ηλεκτρικού πεδίου προκαλεί την ηλεκτρική δύναμη F = q E = e E, όπου F = ηλεκτρική δύναμη , e = φορτίο ηλεκτρονίου, E = ηλεκτρικό πεδίο . Αυτή η ηλεκτρική δύναμη προκαλεί την επιτάχυνση όλων των ηλεκτρονίων που κινούνται ελεύθερα, η οποία έχει την ίδια κατεύθυνση με την ηλεκτρική δύναμη.

Διαβάστε περισσότερα

Άρθρο σχετικά με τον ορισμό του πυκνωτή

Ο ορισμός του πυκνωτή είναι μια συσκευή που αποθηκεύει ηλεκτρικό φορτίο και ηλεκτρική δυναμική ενέργεια. Ο απλός πυκνωτής αποτελείται από δύο αγωγούς ή φύλλα που τοποθετούνται κοντά η μία στην άλλη αλλά δεν αγγίζουν η μία την άλλη και χωρίζονται από έναν μονωτή ή ένα κενό. Οι αγωγοί είναι υλικά που μπορούν να άγουν ηλεκτρικό ρεύμα, όπως τα μέταλλα, ενώ οι μονωτές είναι υλικά που δεν μπορούν να άγουν ηλεκτρικό ρεύμα, όπως το πλαστικό.

Αρχικά, οι δύο αγωγοί δεν είναι ηλεκτρικά φορτισμένοι ή ηλεκτρικά ουδέτεροι. Για να είναι ο ένας αγωγός θετικά φορτισμένος και ο άλλος αγωγός αρνητικά φορτισμένος, τότε πρέπει να υπάρχει μεταφορά ηλεκτρονίων από τον έναν αγωγό στον άλλο. Τα ηλεκτρόνια βρίσκονται στην επιφάνεια του ατόμου, επομένως είναι εύκολο να μετακινηθούν. Αφού τα ηλεκτρόνια μετακινηθούν από τον έναν αγωγό στον άλλο, ο ένας από τους αγωγούς έχει περίσσεια ηλεκτρονίων (έλλειψη πρωτονίων).

έτσι ώστε να φορτίζεται αρνητικά, ενώ ο άλλος αγωγός έχει έλλειψη ηλεκτρονίων (περίσσεια πρωτονίου) έτσι ώστε να φορτίζεται θετικά. Ανασκοπείται μια λεπτομερής περιγραφή της διαδικασίας φόρτισης ηλεκτρικών φορτίων σε πυκνωτές σχετικά με το θέμα της αποθήκευσης ηλεκτρικής ενέργειας σε πυκνωτές.

Διαβάστε περισσότερα

Ορισμός του ηλεκτρικού δυναμικού

Το ηλεκτρικό δυναμικό ορίζεται ως η ηλεκτρική δυναμική ενέργεια ανά μονάδα φορτίου. Ας υποθέσουμε ότι όταν βρίσκεται στο σημείο a, το φορτίο q έχει ηλεκτρική δυναμική ενέργεια ίση με EP _a , τότε το ηλεκτρικό δυναμικό στο σημείο a διατυπώνεται ως εξής:

V = ηλεκτρικό δυναμικό, EP = ηλεκτρική δυναμική ενέργεια, q = ηλεκτρικό φορτίο

Το V δεν βρίσκεται μόνο στο σημείο a αλλά και σε όλα τα σημεία του ηλεκτρικού πεδίου. Το σημείο a χρησιμοποιείται ως παράδειγμα. Όπως θα εξηγηθεί αργότερα, το V δεν εξαρτάται από το φορτίο q.

Διαβάστε περισσότερα

Άρθρο σχετικά με την ηλεκτρική δυναμική ενέργεια

Πριν μελετήσετε αυτό το θέμα, κατανοήστε πρώτα το έργο, τις συντηρητικές δυνάμεις, τη σχέση μεταξύ των συντηρητικών δυνάμεων με τη δυναμική ενέργεια , τις ηλεκτρικές δυνάμεις και το ηλεκτρικό πεδίο.

Η ηλεκτρική δύναμη είναι η συντηρητική δύναμη

Εκτός από τη βαρυτική δύναμη και τη δύναμη του ελατηρίου, ένα άλλο παράδειγμα συντηρητικής δύναμης είναι η ηλεκτρική δύναμη. Για να κατανοήσετε καλύτερα γιατί η ηλεκτρική δύναμη ονομάζεται συντηρητική δύναμη, κατανοήστε την ακόλουθη εξήγηση.

Διαβάστε περισσότερα

Άρθρο σχετικά με τον προσδιορισμό του ηλεκτρικού πεδίου χρησιμοποιώντας τον νόμο του Gauss

Ηλεκτρικό πεδίο από ένα μόνο σημειακό φορτίο

Για να υπολογίσουμε το ηλεκτρικό πεδίο που παράγεται από ένα μόνο θετικό φορτίο, το πρώτο βήμα είναι να επιλέξουμε την σφαιρική επιφάνεια Gauss με ακτίνα r όπου το κέντρο της σφαίρας βρίσκεται στο σημείο του μοναδικού φορτίου. Η επιφάνεια της μπάλας είναι 4πr.².

Το ηλεκτρικό πεδίο που προέρχεται από το κέντρο της σφαίρας διεισδύει κάθετα στην επιφάνεια της σφαίρας, έτσι ώστε ο τύπος της ηλεκτρικής ροής να είναι Φ = E A. Ο τύπος του νόμου του Gauss είναι Φ = Q/ε _o

Διαβάστε περισσότερα

Άρθρο για τον νόμο του Γκάους

Όσον αφορά τον νόμο του Κουλόμπ , έχει μελετηθεί η δύναμη μεταξύ ηλεκτρικών φορτίων. Σε μια ανασκόπηση του ηλεκτρικού πεδίου, έχει συζητηθεί μια άλλη μορφή του νόμου του Κουλόμπ, η οποία εκφράζεται από την εξίσωση F = q E,

όπου F είναι η ηλεκτρική δύναμη, q είναι το ηλεκτρικό φορτίο και E είναι το ηλεκτρικό πεδίο. Μπορεί να ειπωθεί ότι ο νόμος του Κουλόμπ είναι ένας νόμος της φυσικής που εξηγεί τη σχέση μεταξύ του ηλεκτρικού φορτίου (q) και του ηλεκτρικού πεδίου (E).

Ο νόμος του Γκάους είναι ένας άλλος νόμος της φυσικής που εξηγεί τη σχέση μεταξύ των ηλεκτρικών φορτίων και των ηλεκτρικών πεδίων. Ο νόμος του Γκάους διατυπώθηκε από τον Καρλ Φρίντριχ Γκάους (1777-1855), Γερμανό θεωρητικό φυσικό και μαθηματικό.

Διαβάστε περισσότερα

Ορισμός της ηλεκτρικής ροής

Όσον αφορά το ηλεκτρικό πεδίο, έχει συζητηθεί ο ορισμός και η εξίσωση του ηλεκτρικού πεδίου , η οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον υπολογισμό της έντασης του ηλεκτρικού πεδίου που παράγεται από ένα ηλεκτρικό φορτίο, πολλά ηλεκτρικά φορτία ή από μια κατανομή ηλεκτρικού φορτίου. Ο υπολογισμός της έντασης του ηλεκτρικού πεδίου που παράγεται από ένα ή δύο ηλεκτρικά φορτία λύνεται εύκολα χρησιμοποιώντας τον τύπο της έντασης του ηλεκτρικού πεδίου. Εάν αυτό που υπολογίζεται είναι η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου που παράγεται από μια κατανομή ηλεκτρικού φορτίου, ο υπολογισμός είναι πιο περίπλοκος εάν χρησιμοποιηθεί ο τύπος για την ένταση του ηλεκτρικού πεδίου, αλλά είναι ευκολότερο να χρησιμοποιηθεί ο νόμος του Gauss . Πριν μελετήσετε σε βάθος τον νόμο του Gauss, πρώτα κατανοήστε την ηλεκτρική ροή λόγω της έννοιας της ηλεκτρικής ροής που χρησιμοποιείται στον νόμο του Gauss.

Διαβάστε περισσότερα