Гурумуда желілері
Бұрыштық импульс Сызықтық қозғалыстағы массаға (m) тең болатын айналмалы қозғалыстың мөлшері инерция моменті (I) болып табылады. Сызықтық қозғалыстағы жылдамдыққа (v) тең болатын айналмалы қозғалыстың мөлшері бұрыштық жылдамдық (ω) болып табылады. Осылайша, айналмалы дененің бұрыштық импульсі бар, ол ... Толығырақ оқыңыз
Айналмалы бөлшекті қарастырыңыз. Массасы m болатын бөлшекке F күші беріледі, осылайша бөлшек O осінің айналасында айналады. Бөлшек айналу осінен r қашықтықта орналасқан. Алдымен, бөлшек тыныштықта болады (v = 0). F күшімен қозғалғаннан кейін, бөлшектер тангенциалды үдеу алатындай етіп белгілі бір жылдамдықпен қозғалады. Күш (F), масса (m) және бөлшектердің тангенциалды үдеуінің арасындағы байланыс 3-теңдеумен өрнектеледі:
Мыс сияқты өткізгіште кездейсоқ жоғары жылдамдықпен еркін қозғалатын, бірақ металдан шықпайтын электрондар бар. Еркін қозғала алатын электрондар еркін электрондар деп аталады. Электрондар барлық бағытта еркін қозғалса да, белгілі бір бағытта электрондардың жалпы ағыны болмайды. Бұл жағдай мыс сымның екі ұшы арасында потенциалдар айырмашылығы болмаған кезде пайда болады.
Сым электр көзіне қосылған кезде, мыс сымның екі ұшы арасында потенциалдар айырмасы пайда болады, сондықтан мыс сымның ішінде электр өрісі пайда болады. Электр өрісінің болуы бос электрондардың F = q E = e E электр күшін сезінуіне әкеледі, мұндағы F = электр күші , e = электрон заряды, E = электр өрісі . Бұл электр күші еркін қозғалатын барлық электрондардың бірге үдеуіне әкеледі, бұл электр күшінің бағытымен бірдей.
Конденсатордың анықтамасы - электр заряды мен электрлік потенциал энергиясын сақтайтын құрылғы. Қарапайым конденсатор бір-біріне жақын орналасқан, бірақ бір-біріне тимейтін және оқшаулағышпен немесе вакууммен бөлінген екі өткізгішті пластиналардан немесе парақтардан тұрады. Өткізгіштер - металдар сияқты электр тогын өткізе алатын материалдар, ал оқшаулағыштар - пластик сияқты электр тогын өткізбейтін материалдар.
Алдымен екі өткізгіш электрлік зарядталған немесе электрлік бейтарап емес. Бір өткізгіш оң зарядталған, ал екінші өткізгіш теріс зарядталған болуы үшін, электрондардың бір өткізгіштен екіншісіне ауысуы керек. Электрондар атомның бетінде орналасқан, сондықтан оларды жылжыту оңай. Электрондар бір өткізгіштен екіншісіне ауысқаннан кейін, өткізгіштердің бірінде электрондар артық болады (протондардың болмауы).
осылайша ол теріс зарядталады, ал екінші өткізгіште электрон жетіспеушілігі (артық протон) болады, сондықтан ол оң зарядталады. Конденсаторларда электр зарядтарын зарядтау процесінің егжей-тегжейлі сипаттамасы конденсаторларда электр энергиясын сақтау тақырыбында қарастырылады.
Электрлік потенциал бірлік зарядқа шаққандағы электрлік потенциал энергиясы ретінде анықталады . Айталық, ол a нүктесінде болғанда, q зарядының электрлік потенциал энергиясы EP a- ға тең , онда a нүктесіндегі электрлік потенциал келесідей тұжырымдалады:
V = электрлік потенциал, EP = электрлік потенциал энергиясы, q = электр заряды
V тек a нүктесінде ғана емес, сонымен қатар электр өрісінің барлық нүктелерінде де орналасқан. Мысал ретінде a нүктесі келтірілген. Кейінірек түсіндірілетіндей, V q зарядына тәуелді емес.
Бұл тақырыпты зерттемес бұрын, алдымен жұмысты, консервативті күштерді, консервативті күштердің потенциалдық энергиямен байланысын , электр күштерін және электр өрісін түсініңіз.
Гравитациялық күш пен серіппелік күштен басқа, консервативті күштің тағы бір мысалы - электр күші. Электрлік күштің неліктен консервативті күш деп аталатынын жақсырақ түсіну үшін келесі түсіндірмені түсініңіз.
Бір нүктелік зарядтың электр өрісі
Бір оң заряд тудырған электр өрісін есептеу үшін бірінші қадам - шардың центрі бір зарядта болатын радиусы r сфералық Гаусс бетін таңдау. Шардың бетінің ауданы 4πr2.
Сфераның центрінен шығатын электр өрісі сфера бетіне перпендикуляр енеді, сондықтан электр ағынының формуласы Φ = E A болады. Гаусс заңының формуласы Φ = Q/ε o
Кулон заңына қатысты электр зарядтары арасындағы күш зерттелді. Электр өрісін шолуда Кулон заңының тағы бір түрі талқыланды, ол F = qE теңдеуімен өрнектеледі,
мұндағы F - электр күші, q - электр заряды және E - электр өрісі. Кулон заңы электр заряды (q) мен электр өрісі (E) арасындағы байланысты түсіндіретін физика заңы деп айтуға болады.
Гаусс заңы - электр зарядтары мен электр өрістері арасындағы байланысты түсіндіретін тағы бір физика заңы. Гаусс заңын неміс теориялық физигі және математигі Карл Фридрих Гаусс (1777-1855) тұжырымдаған .
Электр өрісіне қатысты электр заряды, бірнеше электр заряды немесе электр зарядының таралуы арқылы пайда болған электр өрісінің кернеулігін есептеу үшін қолданылатын электр өрісінің анықтамасы мен теңдеуі талқыланды . Электр заряды немесе екі электр заряды арқылы пайда болған электр өрісінің кернеулігін есептеу электр өрісінің кернеулігінің формуласын пайдаланып оңай шешіледі. Егер есептелетін нәрсе электр зарядының таралуы арқылы пайда болған электр өрісінің кернеулігі болса, электр өрісінің кернеулігінің формуласын қолдансаңыз, есептеу күрделірек болады, бірақ Гаусс заңын қолдану оңайырақ . Гаусс заңын терең зерттемес бұрын, алдымен Гаусс заңында қолданылатын электр ағыны ұғымына байланысты электр ағынын түсініңіз.
Электр заряды тақырыбында ұқсас зарядтардың бір-бірін тебетіні, ал қарама-қарсы зарядтардың бір-бірін тартатыны анықталды. Егер оң зарядталған зат теріс зарядталған затқа жақындаса, екі зат бір-біріне қарай жылжитындай етіп тартылады. Керісінше, егер оң зарядталған зат оң зарядталған затқа жақындаса, онда екі зат бір-бірін тебеді де, бір-бірінен алыстайды. Кулон заңы тақырыбында зерттелгендей, электр зарядталған заттар басқа электр зарядталған заттарды үдетуі мүмкін, себебі бұл электр зарядталған заттар арасында электр күші әрекет етеді. Электр зарядталған заттың басқа электр зарядталған заттарға әсер ететін электр күші жанасусыз әрекет ете алатын күштің бір мысалы болып табылады. Қашықтықта әрекет ете алатын күштің тағы бір мысалы - ауырлық күші . Гравитациялық күш массалық заттың басқа массалық заттарға әсер етуімен сипатталады.