Gurumuda Networks
Moment hybnosti Množstvo rotačného pohybu, ktoré je pri lineárnom pohybe zhodné s hmotnosťou (m), je moment zotrvačnosti (I). Množstvo rotačného pohybu, ktoré je pri lineárnom pohybe zhodné s rýchlosťou (v), je uhlová rýchlosť (ω). Rotujúci objekt má teda moment hybnosti, ktorý môže… Čítať ďalej
Predstavte si rotujúcu časticu. Na časticu s hmotnosťou m pôsobí sila F, takže sa častica otáča okolo osi O. Častica je od osi otáčania vzdialená o r. Častica je najprv v pokoji (v = 0). Po pohybe silou F sa častice pohybujú určitou rýchlosťou, takže majú tangenciálne zrýchlenie. Vzťah medzi silou (F), hmotnosťou (m) a tangenciálnym zrýchlením častíc je vyjadrený rovnicou 3:
Vo vodiči, ako je meď, sa elektróny voľne pohybujú náhodne vysokou rýchlosťou, ale neunikajú z kovu. Elektróny, ktoré sa môžu voľne pohybovať, sa nazývajú voľné elektróny. Hoci sa elektróny voľne pohybujú všetkými smermi, neexistuje celkový tok elektrónov v konkrétnom smere. Tento stav nastáva, keď medzi dvoma koncami medeného drôtu nie je žiadny rozdiel potenciálov.
Keď je vodič pripojený k elektrickému zdroju, medzi dvoma koncami medeného vodiča vzniká rozdiel potenciálov, takže v medenom vodiči vzniká elektrické pole. Existencia elektrického poľa spôsobuje, že na voľné elektróny pôsobí elektrická sila F = q E = e E, kde F = elektrická sila , e = náboj elektrónu , E = elektrické pole . Táto elektrická sila spôsobuje, že všetky voľne sa pohybujúce elektróny sa spoločne zrýchľujú, čo je rovnaký smer ako elektrická sila.
Definícia kondenzátora je zariadenie, ktoré ukladá elektrický náboj a elektrickú potenciálnu energiu. Jednoduchý kondenzátor pozostáva z dvojvodičových dosiek alebo fólií, ktoré sú umiestnené blízko seba, ale navzájom sa nedotýkajú a sú oddelené izolantom alebo vákuom. Vodiče sú materiály, ktoré môžu viesť elektrický prúd, ako napríklad kovy, zatiaľ čo izolanty sú materiály, ktoré nemôžu viesť elektrický prúd, ako napríklad plasty.
Spočiatku, tieto dva vodiče nie sú elektricky nabité ani elektricky neutrálne. Aby bol jeden vodič kladne nabitý a druhý vodič záporne nabitý, musí dôjsť k prenosu elektrónov z jedného vodiča do druhého. Elektróny sú na povrchu atómu, takže sa ľahko pohybujú. Po presune elektrónov z jedného vodiča do druhého má jeden z vodičov nadbytok elektrónov (nedostatok protónov).
takže sa nabije záporne, zatiaľ čo druhý vodič má nedostatok elektrónov (nadbytok protónu), takže sa nabije kladne. Podrobný popis procesu nabíjania elektrických nábojov na kondenzátoroch je uvedený na tému ukladania elektrickej energie v kondenzátoroch.
Elektrický potenciál je definovaný ako elektrická potenciálna energia na jednotku náboja. Predpokladajme, že keď sa náboj q nachádza v bode a, má elektrickú potenciálnu energiu rovnú EP a , potom je elektrický potenciál v bode a formulovaný takto:
V = elektrický potenciál, EP = elektrická potenciálna energia, q = elektrický náboj
V sa nenachádza len v bode a, ale vo všetkých bodoch elektrického poľa. Bod a sa používa ako príklad. Ako bude vysvetlené neskôr, V nezávisí od náboja q.
Pred štúdiom tejto témy si najprv ujasnite prácu, konzervatívne sily, vzťah medzi konzervatívnymi silami a potenciálnou energiou , elektrické sily a elektrické pole.
Okrem gravitačnej sily a sily pružiny je ďalším príkladom konzervatívnej sily aj elektrická sila. Aby sme lepšie pochopili, prečo sa elektrická sila nazýva konzervatívna sila, pochopme nasledujúce vysvetlenie.
Elektrické pole pôsobené jedným bodovým nábojom
Na výpočet elektrického poľa vytvoreného jedným kladným nábojom je prvým krokom vybrať guľovú Gaussovu plochu s polomerom r, kde stred gule leží v mieste jedného náboja. Povrch gule je 4πr2.
Elektrické pole vychádzajúce zo stredu gule preniká kolmo na povrch gule, takže vzorec pre elektrický tok je Φ = E A. Vzorec Gaussovho zákona je Φ = Q/ε o
Pokiaľ ide o Coulombov zákon , študovala sa sila medzi elektrickými nábojmi. V prehľade elektrického poľa sa diskutovala iná forma Coulombovho zákona, ktorá je vyjadrená rovnicou F = q E,
kde F je elektrická sila, q je elektrický náboj a E je elektrické pole. Dá sa povedať, že Coulombov zákon je fyzikálny zákon, ktorý vysvetľuje vzťah medzi elektrickým nábojom (q) a elektrickým poľom (E).
Gaussov zákon je ďalší fyzikálny zákon, ktorý vysvetľuje vzťah medzi elektrickými nábojmi a elektrickými poľami. Gaussov zákon sformuloval Carl Friedrich Gauss (1777 – 1855), nemecký teoretický fyzik a matematik.
Pokiaľ ide o elektrické pole, diskutovala sa definícia a rovnica elektrického poľa , ktoré možno použiť na výpočet intenzity elektrického poľa vytvorenej elektrickým nábojom, niekoľkými elektrickými nábojmi alebo rozložením elektrického náboja. Výpočet intenzity elektrického poľa vytvorenej elektrickým nábojom alebo dvoma elektrickými nábojmi sa dá ľahko vyriešiť pomocou vzorca pre intenzitu elektrického poľa. Ak sa vypočíta intenzita elektrického poľa vytvorená rozložením elektrického náboja, výpočet je zložitejší, ak sa použije vzorec pre intenzitu elektrického poľa, ale jednoduchšie je použiť Gaussov zákon . Pred hlbším štúdiom Gaussovho zákona je potrebné najprv pochopiť elektrický tok kvôli konceptu elektrického toku používanému v Gaussovom zákone.
V súvislosti s elektrickým nábojom sa zistilo, že rovnaké náboje sa navzájom odpudzujú, zatiaľ čo odlišné náboje sa navzájom priťahujú. Ak sa kladne nabitý objekt priblíži k záporne nabitému objektu, tieto dva objekty sa k sebe pritiahnu, takže sa pohybujú smerom k sebe. Naopak, ak sa kladne nabitý objekt priblíži ku kladne nabitému objektu, tieto dva objekty sa navzájom odpudzujú, takže sa od seba vzďaľujú. Ako sa uvádza v štúdiu Coulombovho zákona, elektricky nabité objekty môžu urýchľovať iné elektricky nabité objekty, pretože medzi týmito elektricky nabitými objektmi pôsobí elektrická sila. Elektrická sila, ktorú vyvíja elektricky nabitý objekt na iné elektricky nabité objekty, je jedným príkladom sily, ktorá môže pôsobiť bez kontaktu. Ďalším príkladom sily, ktorá môže pôsobiť na diaľku, je gravitačná sila . Gravitačná sila je vyvíjaná hmotným objektom na iné hmotné objekty.