Gurumuda mreže
Kutni moment Količina rotacijskog gibanja, koja je identična masi (m) u linearnom gibanju, je moment tromosti (I). Količina rotacijskog gibanja, koja je identična brzini (v) u linearnom gibanju, je kutna brzina (ω). Dakle, rotirajući objekt ima kutni moment koji može ... Pročitajte više
Promotrite rotirajuću česticu. Čestici mase m dana je sila F tako da se čestica okreće oko osi O. Čestica je udaljena r od osi rotacije. Prvo, čestica miruje (v = 0). Nakon što se pokrene silom F, čestice se kreću određenom brzinom tako da čestice imaju tangencijalno ubrzanje. Odnos između sile (F), mase (m) i tangencijalnog ubrzanja čestica izražen je jednadžbom 3:
U vodiču poput bakra postoje elektroni koji se slobodno kreću nasumično velikom brzinom, ali ne izlaze iz metala. Elektroni koji se mogu slobodno kretati nazivaju se slobodni elektroni. Iako se elektroni slobodno kreću u svim smjerovima, ne postoji ukupni tok elektrona u određenom smjeru. Ovo stanje nastaje kada ne postoji razlika potencijala između dva kraja bakrene žice.
Kada je žica spojena na električni izvor, između dva kraja bakrene žice nastaje razlika potencijala, tako da se unutar bakrene žice pojavljuje električno polje. Postojanje električnog polja uzrokuje da slobodni elektroni osjećaju električnu silu F = q E = e E, gdje je F = električna sila , e = naboj elektrona, E = električno polje . Ova električna sila uzrokuje da svi elektroni koji se slobodno kreću ubrzavaju zajedno, što je isti smjer kao i električna sila.
Definicija kondenzatora je uređaj koji pohranjuje električni naboj i električnu potencijalnu energiju. Jednostavni kondenzator sastoji se od dvovodičkih ploča ili slojeva koji su postavljeni blizu jedan drugome, ali se ne dodiruju i odvojeni su izolatorom ili vakuumom. Vodiči su materijali koji mogu provoditi električnu struju poput metala, dok su izolatori materijali koji ne mogu provoditi električnu struju poput plastike.
U početku, dva vodiča nisu električno nabijena niti električno neutralna. Da bi jedan vodič bio pozitivno nabijen, a drugi negativno, mora doći do prijenosa elektrona s jednog vodiča na drugi. Elektroni se nalaze na površini atoma, pa se lako kreću. Nakon što se elektroni presele s jednog vodiča na drugi, jedan od vodiča ima višak elektrona (nedostatak protona).
tako da se negativno nabije, dok drugi vodič ima manjak elektrona (višak protona) tako da se pozitivno nabije. Detaljan opis procesa punjenja električnih naboja na kondenzatorima pregledan je na temu pohranjivanja električne energije u kondenzatorima.
Električni potencijal definiran je kao električna potencijalna energija po jedinici naboja. Pretpostavimo da kada se nalazi u točki a, naboj q ima električnu potencijalnu energiju jednaku EP a , tada se električni potencijal u točki a formulira na sljedeći način:
V = električni potencijal, EP = električna potencijalna energija, q = električni naboj
V nije samo u točki a, već i u svim točkama električnog polja. Točka a se koristi kao primjer. Kao što će kasnije biti objašnjeno, V ne ovisi o naboju q.
Prije proučavanja ove teme, prvo treba razumjeti rad, konzervativne sile, odnos između konzervativnih sila i potencijalne energije , električne sile i električno polje.
Uz gravitacijsku silu i silu opruge, još jedan primjer konzervativne sile je električna sila. Da biste bolje razumjeli zašto se električna sila naziva konzervativnom silom, shvatite sljedeće objašnjenje.
Električno polje uzrokovano jednim točkastim nabojem
Za izračun električnog polja koje proizvodi jedan pozitivni naboj, prvi korak je odabir sferne Gaussove površine polumjera r gdje je središte sfere na jednom naboju. Površina kugle je 4πr2.
Električno polje koje izlazi iz središta sfere prodire okomito na površinu sfere tako da je formula električnog fluksa Φ = E A. Formula Gaussovog zakona je Φ = Q/ε o
Što se tiče Coulombovog zakona , proučavana je sila između električnih naboja. U pregledu električnog polja, raspravljen je drugi oblik Coulombovog zakona, koji je izražen jednadžbom F = q E,
gdje je F električna sila, q je električni naboj, a E je električno polje. Može se reći da je Coulombov zakon zakon fizike koji objašnjava odnos između električnog naboja (q) i električnog polja (E).
Gaussov zakon je još jedan fizikalni zakon koji objašnjava odnos između električnih naboja i električnih polja. Gaussov zakon formulirao je Carl Friedrich Gauss (1777.-1855.), njemački teorijski fizičar i matematičar.
Što se tiče električnog polja, raspravljalo se o definiciji i jednadžbi električnog polja koja se može koristiti za izračun jakosti električnog polja koju proizvodi električni naboj, nekoliko električnih naboja ili raspodjela električnog naboja. Izračun jakosti električnog polja koju proizvodi električni naboj ili dva električna naboja lako se rješava pomoću formule za jakost električnog polja. Ako se izračunava jakost električnog polja koju generira raspodjela električnog naboja, izračun je složeniji ako se koristi formula za jakost električnog polja, ali je lakše koristiti Gaussov zakon . Prije detaljnijeg proučavanja Gaussovog zakona, prvo treba razumjeti električni tok zbog koncepta električnog tok koji se koristi u Gaussovom zakonu.
Što se tiče električnog naboja, naučeno je da se istovrsni naboji odbijaju, dok se različiti naboji privlače. Ako se pozitivno nabijeni objekt približi negativno nabijenom objektu, dva objekta se privlače tako da se kreću jedan prema drugome. Obrnuto, ako se pozitivno nabijeni objekt približi pozitivno nabijenom objektu, tada se dva objekta odbijaju tako da se udaljavaju jedan od drugoga. Kao što je proučavano na temu Coulombovog zakona, električno nabijeni objekti mogu ubrzavati druge električno nabijene objekte jer postoji električna sila koja djeluje između tih električno nabijenih objekata. Električna sila koju električno nabijeni objekt vrši na druge električno nabijene objekte jedan je primjer sile koja može djelovati bez kontakta. Drugi primjer sile koja može djelovati na udaljenosti je sila gravitacije . Gravitacijska sila se vrši od tijela mase na druga tijela mase.