Fisica

1. Momento d'inerzia della particella

Consideriamo una particella rotante. Alla particella di massa m viene applicata una forza F in modo che ruoti attorno all'asse O. La particella si trova a una distanza r dall'asse di rotazione. Inizialmente, la particella è ferma (v = 0). Dopo essere stata mossa dalla forza F, la particella si muove con una certa velocità tale da avere un'accelerazione tangenziale. La relazione tra la forza (F), la massa (m) e l'accelerazione tangenziale della particella è espressa dall'equazione 3:

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Definizione di corrente elettrica

In un conduttore come il rame, ci sono elettroni che si muovono liberamente e ad alta velocità in modo casuale, ma non sfuggono al metallo. Gli elettroni che possono muoversi liberamente sono chiamati elettroni liberi. Sebbene gli elettroni si muovano liberamente in tutte le direzioni, non vi è un flusso totale di elettroni in una direzione particolare. Questa condizione si verifica quando non c'è differenza di potenziale tra le due estremità del filo di rame.

Quando il filo viene collegato a una sorgente elettrica, si crea una differenza di potenziale tra le due estremità del filo di rame, generando così un campo elettrico al suo interno. L'esistenza di un campo elettrico fa sì che gli elettroni liberi subiscano una forza elettrica F = q E = e E, dove F = forza elettrica , e = carica dell'elettrone, E = campo elettrico . Questa forza elettrica fa sì che tutti gli elettroni che si muovono liberamente accelerino insieme, nella stessa direzione della forza elettrica.

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Articolo sulla definizione di condensatore

Il condensatore è un dispositivo che immagazzina carica elettrica ed energia potenziale elettrica. Un condensatore semplice è costituito da due piastre o fogli conduttori posti vicini ma senza toccarsi, separati da un isolante o dal vuoto. I conduttori sono materiali in grado di condurre corrente elettrica, come i metalli, mentre gli isolanti sono materiali che non conducono corrente elettrica, come la plastica.

Inizialmente, i due conduttori non sono né elettricamente carichi né elettricamente neutri. Affinché un conduttore si carichi positivamente e l'altro negativamente, deve avvenire un trasferimento di elettroni da un conduttore all'altro. Gli elettroni si trovano sulla superficie dell'atomo, quindi si muovono facilmente. Dopo che gli elettroni si sono spostati da un conduttore all'altro, uno dei conduttori presenta un eccesso di elettroni (carenza di protoni).

in modo che uno dei conduttori si carichi negativamente, mentre l'altro presenta una carenza di elettroni (eccesso di protoni) e quindi si carichi positivamente. Una descrizione dettagliata del processo di carica elettrica sui condensatori è trattata nell'argomento dell'immagazzinamento di energia elettrica nei condensatori.

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Definizione del potenziale elettrico

Il potenziale elettrico è definito come l' energia potenziale elettrica per unità di carica. Supponiamo che quando si trova nel punto a, la carica q abbia un'energia potenziale elettrica pari a EP _a ; allora il potenziale elettrico nel punto a si formula come segue:

V = potenziale elettrico, EP = energia potenziale elettrica, q = carica elettrica

V non è presente solo nel punto a, ma anche in tutti i punti del campo elettrico. Il punto a viene utilizzato come esempio. Come verrà spiegato in seguito, V non dipende dalla carica q.

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Articolo sull'energia potenziale elettrica

Prima di studiare questo argomento, è necessario innanzitutto comprendere il lavoro, le forze conservative, la relazione tra le forze conservative e l'energia potenziale , le forze elettriche e il campo elettrico.

La forza elettrica è la forza conservativa

Oltre alla forza gravitazionale e alla forza elastica, un altro esempio di forza conservativa è la forza elettrica. Per comprendere meglio perché la forza elettrica viene definita forza conservativa, si veda la seguente spiegazione.

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Articolo sulla determinazione del campo elettrico tramite la legge di Gauss

Campo elettrico generato da una singola carica puntiforme

Per calcolare il campo elettrico prodotto da una singola carica positiva, il primo passo è selezionare la superficie gaussiana sferica di raggio r dove il centro della sfera si trova sulla singola carica. L'area della superficie della sfera è 4πr.².

Il campo elettrico che esce dal centro della sfera penetra perpendicolarmente alla superficie della sfera, quindi la formula del flusso elettrico è Φ = E A. La formula della legge di Gauss è Φ = Q/ε _o

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Articolo sulla legge di Gauss

Per quanto riguarda la legge di Coulomb , è stata studiata la forza tra cariche elettriche. In una revisione del campo elettrico, è stata discussa un'altra forma della legge di Coulomb, che è espressa dall'equazione F = q E,

dove F è la forza elettrica, q è la carica elettrica ed E è il campo elettrico. Si può affermare che la legge di Coulomb è una legge della fisica che spiega la relazione tra la carica elettrica (q) e il campo elettrico (E).

La legge di Gauss è un'altra legge della fisica che spiega la relazione tra le cariche elettriche e i campi elettrici. La legge di Gauss fu formulata da Carl Friedrich Gauss (1777-1855), fisico teorico e matematico tedesco.

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Definizione del flusso elettrico

Per quanto riguarda il campo elettrico, è stata discussa la definizione e l'equazione del campo elettrico che può essere utilizzata per calcolare l'intensità del campo elettrico prodotto da una carica elettrica, da più cariche elettriche o da una distribuzione di cariche elettriche. Il calcolo dell'intensità del campo elettrico prodotto da una o due cariche elettriche si risolve facilmente utilizzando la formula dell'intensità del campo elettrico. Se ciò che si calcola è l'intensità del campo elettrico generato da una distribuzione di cariche elettriche, il calcolo è più complesso se si utilizza la formula dell'intensità del campo elettrico, ma è più semplice utilizzare la legge di Gauss . Prima di studiare a fondo la legge di Gauss, è necessario comprendere il concetto di flusso elettrico, poiché il flusso elettrico è utilizzato nella legge di Gauss.

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