Sieci Gurumuda
Angular momentum The quantity of the rotational motion, which is identical to mass (m) in the linear motion, is the moment of inertia (I). The quantity of the rotational motion, which is identical to the velocity (v) in the linear motion, is the angular velocity (ω). Thus, the rotating object has angular momentum that can … Przeczytaj więcej
Przyjrzyjmy się obracającej się cząstce. Cząstce o masie m przyłożono siłę F, dzięki czemu obraca się ona wokół osi O. Odległość cząstki od osi obrotu wynosi r. Po pierwsze, cząstka jest w spoczynku (v = 0). Po poruszeniu się siłą F, cząstki poruszają się z określoną prędkością, dzięki czemu mają przyspieszenie styczne. Zależność między siłą (F), masą (m) i przyspieszeniem stycznym cząstek wyraża równanie 3:
W przewodniku takim jak miedź znajdują się elektrony, które poruszają się chaotycznie z dużą prędkością, ale nie uciekają z metalu. Elektrony, które mogą się swobodnie poruszać, nazywane są elektronami swobodnymi. Chociaż elektrony poruszają się swobodnie we wszystkich kierunkach, nie występuje całkowity przepływ elektronów w jednym konkretnym kierunku. Taka sytuacja występuje, gdy nie ma różnicy potencjałów między dwoma końcami drutu miedzianego.
Po podłączeniu przewodu do źródła prądu elektrycznego między dwoma końcami przewodu miedzianego powstaje różnica potencjałów, co powoduje powstanie pola elektrycznego w jego wnętrzu. Istnienie pola elektrycznego powoduje, że swobodne elektrony doświadczają siły elektrostatycznej F = q E = e E, gdzie F = siła elektryczna, e = ładunek elektronu, E = pole elektryczneTa siła elektryczna powoduje, że wszystkie swobodnie poruszające się elektrony przyspieszają razem, co jest tym samym kierunkiem co siła elektryczna.
Definicja kondensator Kondensator to urządzenie magazynujące ładunek elektryczny i energię potencjalną. Prosty kondensator składa się z dwóch płyt lub arkuszy przewodnika, umieszczonych blisko siebie, ale nie stykających się ze sobą i rozdzielonych izolatorem lub próżnią. Przewodniki to materiały, które mogą przewodzić prąd elektryczny, takie jak metale, natomiast izolatory to materiały, które nie mogą przewodzić prądu elektrycznego, takie jak plastik.
Początkowo oba przewodniki nie są naładowane elektrycznie ani elektrycznie obojętne. Aby jeden przewodnik był naładowany dodatnio, a drugi ujemnie, musi nastąpić transfer elektronów z jednego przewodnika do drugiego. Elektrony znajdują się na powierzchni atomu, więc łatwo się przemieszczają. Po przemieszczeniu elektronu z jednego przewodnika do drugiego, jeden z przewodników ma nadmiar elektronów. elektrony (brak protonów)
W ten sposób naładuje się ujemnie, podczas gdy drugi przewodnik ma niedobór elektronów (nadmiar protonów), co powoduje naładowanie dodatnie. Szczegółowy opis procesu ładowania ładunków elektrycznych na kondensatorach jest omawiany w kontekście magazynowania energii elektrycznej w kondensatorach.
Potencjał elektryczny jest definiowany jako energia potencjalna elektryczna na jednostkę ładunku. Załóżmy, że gdy ładunek q znajduje się w punkcie a, ma energię potencjalną elektryczną równą EPa, wówczas potencjał elektryczny w punkcie a jest formułowany następująco:
V = potencjał elektryczny, EP = energia potencjalna elektryczna, q = ładunek elektryczny
V znajduje się nie tylko w punkcie a, ale także we wszystkich punktach pole elektryczne. Punkt a jest użyty jako przykład. Jak wyjaśnimy później, V nie zależy od ładunku q.
Zanim zaczniesz studiować ten temat, najpierw poznaj pracę, siły konserwatywne i związek między siłami konserwatywnymi a energia potencjalnaThe siły elektryczne i pole elektryczne.
Oprócz siły grawitacji i siły sprężystości, innym przykładem siły zachowawczej jest siła elektryczna. Aby lepiej zrozumieć, dlaczego siła elektryczna nazywana jest siłą zachowawczą, zapoznaj się z poniższym wyjaśnieniem.
Pole elektryczne za pomocą pojedynczego punktu ładowania
Aby obliczyć pole elektryczne wytwarzane przez pojedynczy ładunek dodatni, pierwszym krokiem jest wybranie sferycznej powierzchni Gaussa o promieniu r, której środek znajduje się w punkcie ładunku. Powierzchnia kuli wynosi 4πr.2.
Pole elektryczne wychodzące ze środka kuli przenika prostopadle do jej powierzchni, tak że wzór na strumień pola elektrycznego wynosi Φ = E A. Wzór na prawo Gaussa wynosi Φ = Q/εo
Jeżeli chodzi o prawo Coulomba, zbadano siłę oddziaływania między ładunkami elektrycznymi. W przeglądzie pola elektrycznego omówiono inną postać prawa Coulomba, wyrażoną równaniem F = q E,
gdzie F to siła elektryczna, q to ładunek elektryczny, a E to pole elektryczne. Można powiedzieć, że prawo Coulomba to prawo fizyki, które wyjaśnia związek między ładunkiem elektrycznym (q) a polem elektrycznym (E).
Prawo Gaussa to kolejne prawo fizyki, które wyjaśnia związek między ładunkami elektrycznymi a polami elektrycznymi. Prawo Gaussa zostało sformułowane przez Carl Friedrich Gauss (1777-1855), niemiecki fizyk teoretyczny i matematyk.
W odniesieniu do pola elektrycznego omówiono definicję i równanie pole elektryczne którego można użyć do obliczenia natężenia pola elektrycznego wytwarzanego przez ładunek elektryczny, kilka ładunków elektrycznych lub rozkład ładunku elektrycznego. Obliczenie natężenia pola elektrycznego wytwarzanego przez ładunek elektryczny lub dwa ładunki elektryczne można łatwo rozwiązać za pomocą wzoru na natężenie pola elektrycznego. Jeśli oblicza się natężenie pola elektrycznego wytwarzane przez rozkład ładunku elektrycznego, obliczenia są bardziej skomplikowane, jeśli użyje się wzoru na natężenie pola elektrycznego, ale łatwiej jest go użyć. Prawo GaussaZanim zagłębisz się w prawo Gaussa, najpierw zrozumiesz pojęcie strumienia pola elektrycznego, ze względu na koncepcję strumienia pola elektrycznego stosowaną w prawie Gaussa.
W temacie ładunku elektrycznego dowiedziano się, że ładunki jednakowe odpychają się, podczas gdy ładunki różnoimienne przyciągają się. Jeśli obiekt naładowany dodatnio zostanie zbliżony do obiektu naładowanego ujemnie, oba obiekty przyciągają się do siebie, tak że zbliżają się do siebie. I odwrotnie, jeśli obiekt naładowany dodatnio zostanie zbliżony do obiektu naładowanego dodatnio, to oba obiekty odpychają się, tak że oddalają się od siebie. Jak badano w kontekście prawa Coulomba, obiekty naładowane elektrycznie mogą przyspieszać inne obiekty naładowane elektrycznie, ponieważ między tymi obiektami naładowanymi elektrycznie działa siła elektryczna. Siła elektryczna wywierana przez obiekt naładowany elektrycznie na inne obiekty naładowane elektrycznie jest jednym z przykładów siły, która może działać bez kontaktu. Innym przykładem siły, która może działać w dystans jest siła grawitacjiSiła grawitacji jest wywierana przez obiekt masowy na inne obiekty masowe.
