איידער איר שטודירט דעם טעמע, פארשטייט ערשט דעם מאטעריאל וועגן פיזיק , קאנסערוואטיווע כוחות , עלעקטרישע לאדונג , קולאמב'ס געזעץ און עלעקטרישע פעלדער.
עלעקטרישע קראַפט איז אַ קאָנסערוואַטיווע קראַפט
חוץ גראַוויטאַציאָנעלע קראַפט און פֿעדער קראַפט, איז נאָך אַ בייַשפּיל פֿון אַ קאָנסערוואַטיווער קראַפט די עלעקטרישע קראַפט. כּדי בעסער צו פֿאַרשטיין פֿאַרוואָס די עלעקטרישע קראַפט ווערט גערופֿן אַ קאָנסערוואַטיווע קראַפט, לייענט די פֿאָלגנדיקע דערקלערונג.
לאָמיר זאָגן אַז עס זענען דאָ צוויי עלעקטריש געלאָדענע פּלאַטעס ווי געוויזן אין בילד, די לינקע פּלאַטע איז פּאָזיטיוו געלאָדן און די רעכטע פּלאַטע איז נעגאַטיוו געלאָדן.n נעגאַטיוו. דער פײַל צווישן ביידע פּלאַטעס זענען עלעקטרישע פעלד ליניעס יאַנג ארויס פון א פאזיטיווער לאדונג צו א נעגאטיווער לאדונג. א פאזיטיווער לאדונג איז נאנט צו א פאזיטיוו געלודענער פלאטע.
די אנוועזנהייט פון אן עלעקטרישן פעלד ברענגט אז א פאזיטיווע לאדונג זאל דערפארן אן עלעקטרישע קראפט אין דער זעלבער ריכטונג ווי דער עלעקטרישער פעלד, אזוי אז די פאזיטיווע לאדונג ווערט פארשנעלערט צו רעכטס צו דער נעגאטיוו געלודענער פלאטע. די ריכטונג פון דער עלעקטרישער קראפט איז צו רעכטס, אין דער זעלבער ריכטונג ווי די ריכטונג פון באוועגונג פון דער לאדונג, אזוי אז די עלעקטרישע קראפט טוט פאזיטיווע ארבעט אויף דער לאדונג. מאטעמאטיש, די ארבעט געטאן דורך דער עלעקטרישער קראפט אויף א פאזיטיווע לאדונג איז W = Fs = qEs , וואו W = ארבעט, F = עלעקטרישע קראפט, s = דיסטאנץ צווישן די צוויי פלאטעס, q = פאזיטיווע לאדונג, E = עלעקטריש פעלד.
נאכדעם וואס איך בין אנגעקומען נאנט צו דער נעגאטיוו געלאדענער פלאטע, אויב פּאָזיטיווע אָפּצאָל ווילן צוצוריקקערקענען זיין צו זײַן אָריגינעלער פּאָזיציע נאָענט פּאָזיטיוו געלאָדענע פּלאַטע דעמאָלט איז דיין סטיל נויטיקזענען ווען די אָפּצאָל איז פּאָזיטיוו אריבערגעפירט צו די לינקע צו דער פאזיטיוו געלאָדענער פּלאַטע, בלייבט די עלעקטרישע קראַפט געריכטעט צו רעכטס אַזוי אַז די עלעקטרישע קראַפט טוט נעגאַטיווע אַרבעט אויף דער לאָדונג. מאַטעמאַטיש, די אַרבעט געטאָן דורך דער עלעקטרישער קראַפט אויף אַ פּאָזיטיווער לאָדונג איז W = – Fs = – qEs.
די גאַנצע אַרבעט געטאָן דורך דער עלעקטרישער קראַפט אויף אַ פּאָזיטיווער לאָדונג, ווען די לאָדונג באַוועגט זיך רעכטס און דאַן באַוועגט זיך ווידער לינקס צו איר אָריגינעלער פּאָזיציע איז W = q E s – q E s = 0. אויב די גאַנצע אַרבעט געטאָן דורך אַ קראַפט אויף אַן אָביעקט, ווען דער אָביעקט באַוועגט זיך אַוועק פון זיין אָריגינעלער פּאָזיציע און דאַן קערט זיך צוריק צו זיין אָריגינעלער פּאָזיציע, איז גלייך צו נול, דאַן איז די קראַפט אַ קאָנסערוואַטיווע קראַפט. באַזירט אויף דער דערקלערונג אויבן, קען מען אויספירן אַז די עלעקטרישע קראַפט איז אַ קאָנסערוואַטיווע קראַפט.
עלעקטרישע קראַפט און עלעקטרישע פּאָטענציעלע ענערגיע
די ארבעט געטאן דורך א קאנסערוואטיווע קראפט איז פארבונדן מיט דער ענדערונג אין פאטענציעלער ענערגיע. למשל, די ארבעט געטאן דורך די גראוויטאציאנעלע קראפט אויף א מאסע ענדערט די מאסע'ס גראוויטאציאנעלע פאטענציעלע ענערגיע. אויף אן ענלעכן אופן, די ארבעט געטאן דורך אן עלעקטרישע קראפט אויף אן עלעקטרישע לאדונג ענדערט די לאדונג'ס עלעקטרישע פאטענציעלע ענערגיע.
פּאָזיטיווע לאָדונג אין אַ האָמאָגענעם עלעקטרישן פעלד
די צוויי פיגורן אונטן אילוסטרירן ביישפילן פון ארבעט געטאן דורך א קאנסערוואטיווע קראפט וואס פאראורזאכט א ענדערונג אין פאטענציעלער ענערגיע. די דערקלערונגען פון דער ארבעט געטאן דורך דער גראוויטאציאנאלער קראפט און די ענדערונג אין גראוויטאציאנאלער פאטענציעלער ענערגיע ווערן גענוצט אלס א פארגלייך צו פארלייכטערן פארשטאנד פון דער ארבעט געטאן דורך דער עלעקטרישער קראפט און די ענדערונג אין עלעקטרישער פאטענציעלער ענערגיע.
דאס בילד אויף דער לינקער זייט ווייזט אן אביעקט וואס פאלט. bebas צו דער ערד־אייבערפלאך. ווען אין א הייך, האט אן אביעקט די מאקסימום גראַוויטאַציאָנעלע פּאָטענציעלע ענערגיע. ווען אַן אָביעקט באַוועגט זיך אַראָפּ, ווירקט די קראַפט פון גראַוויטאַציע אויף אים. די ריכטונג פון דער גראַוויטאַציאָנעלער קראַפט איז די זעלבע ווי די ריכטונג פון דעם אָביעקט'ס פאַרשייבונג, נעמלעך אַראָפּ, אַזוי טוט די גראַוויטאַציאָנעלע קראַפט פּאָזיטיווע אַרבעט. ווען אַן אָביעקט אַקסעלערירט אַראָפּ, פאַרקלענערט זיך זיין הייך, דערמיט פאַרקלענערנדיק זיין גראַוויטאַציאָנעלע פּאָטענציעלע ענערגיע. ווען עס איז גרייט צו דערגרייכן דעם באָדן, איז די גראַוויטאַציאָנעלע פּאָטענציעלע ענערגיע ביי איר מינימום ווערט. מען קען אויספירן אז די פאזיטיווע ארבעט וואס ווערט געטאן דורך די גראַוויטאַציאָנעלע קראַפט אויף אַן אָביעקט רעדוצירט די גראַוויטאַציאָנעלע פּאָטענציעלע ענערגיע פון דעם אָביעקט. גראַוויטאַציאָנעלע פּאָטענציעלע ענערגיע גייט נישט פאַרלוירן נאָר ווערט פאַרוואַנדלט אין קינעטישע ענערגיע, וואָס ווערט אָנגעוויזן דורך דער וואַקסנדיקער גיכקייט פון דעם אָביעקט ווען ער באַוועגט זיך אַראָפּ.
דאס בילד אויף רעכטס ווײַזט אַ פּאָזיטיווע לאָדונג.f איז לעבן א פאזיטיוו געלאָדענער פּלאַטע. ווען לעבן א פאזיטיוו געלאָדענער פּלאַטע, איז די עלעקטרישע פּאָטענציעלע ענערגיע פון דער לאָדונג ביי איר מאַקסימום. די אנוועזנהייט פון אַן עלעקטרישן פעלד צווישן די צוויי פּלאַטעס פאַראורזאַכט אַז די לאָדונג זאָל ווערן באַשנעלערט דורך דער עלעקטרישער קראַפט פון פּאָזיטיוו געלאָדענע פּלאַטע צו נעגאַטיוו געלאָדענע פּלאַטע ווען די לאַסט באַוועגט זיך צו רעכטס, עלעקטרישע קראַפט אויך אין דער זעלבער ריכטונג ווי די לאָדונג־פֿאַרשייבונג איז צו רעכטס, אַזוי אַז די עלעקטרישע קראַפֿט טוט פּאָזיטיווע אַרבעט. בשעת'ן זיך באוועגן צו רעכטס, די קינעטישע ענערגיע פון דער לאָדונג וואַקסט בשעת די עלעקטרישע פּאָטענציעלע ענערגיע פאַרקלענערט זיך. ווען עס קומט אָן לעבן דער נעגאַטיוו געלאָדענער פּלאַטע, איז די עלעקטרישע פּאָטענציעלע ענערגיע פון דער לאָדונג ביי איר מינימום ווערט. מען קען אויספירן אז די פאזיטיווע ארבעט געטאן דורך די עלעקטרישע קראפט אויף מואַטאַן, רעדוצירן די עלעקטרישע פאטענציעלע ענערגיע פון דער לאדונג. Sפאַרקערט, jika פּאָזיטיווע לאָדונג ווערט צוריקגערוקט צו איר אָריגינעלער פּאָזיציע דעמאָלט איז די ריכטונג פון לאַדונג טראַנספער צו די לינקס, פאַרקערט צו די ריכטונג עלעקטרישע קראַפט צו רעכטסnווייל די עלעקטרישע קראַפט איז אין דער פארקערטער ריכטונג, טוט זי נעגאַטיווע אַרבעט אויף דער פּאָזיטיווער לאָדונג. ווען זי באַוועגט זיך צו לינקס, פאַרגרעסערט זיך די עלעקטרישע פּאָטענציעלע ענערגיע. דעריבער קען מען אויספירן אַז די נעגאַטיווע אַרבעט וואָס די עלעקטרישע קראַפט טוט אויף דער לאָדונג פאַרגרעסערט די עלעקטרישע פּאָטענציעלע ענערגיע פון דער לאָדונג.
נעגאַטיווע לאָדונג אין אַ האָמאָגענעם עלעקטרישן פעלד
אנדערש ווי פאזיטיווע לאדונגען, האבן נעגאטיווע לאדונגען מאקסימום עלעקטרישע פאטענציאלע ענערגיע ווען זיי זענען נאנט צו א נעגאטיוו געלודענער פלאטע און מינימאלע עלעקטרישע פאטענציאלע ענערגיע ווען זיי זענען נאנט צו א פאזיטיוו געלודענער פלאטע. נאטירלעך, באוועגן זיך עלעקטרישע לאדונגען נאטירלעך פון הויכן פאטענציאל צו נידריגן פאטענציאל, אזוי באוועגן זיך נעגאטיווע לאדונגען אויך פון א נעגאטיוו געלודענער פלאטע צו א פאזיטיוו געלודענער פלאטע. די ריכטונג פון דער נעגאטיוו לאדונג'ס באוועגונג איז צו לינקס, בשעת די ריכטונג פון דער עלעקטרישער קראפט איז צו רעכטס, אזוי טוט די עלעקטרישע קראפט נעגאטיווע ארבעט. ווען מען באוועגט זיך צו לינקס, פארקלענערט זיך די עלעקטרישע פאטענציאלע ענערגיע פון דער נעגאטיוו לאדונג און האט א מינימאלע ווערט ווען די נעגאטיוו לאדונג קומט נאנט צו דער פאזיטיוו געלודענער פלאטע. מען קען אויספירן אז די נעגאטיווע ארבעט וואס די עלעקטרישע קראפט טוט פארקלענערט די עלעקטרישע פאטענציאלע ענערגיע פון דער נעגאטיוו לאדונג. די עלעקטרישע פאטענציאלע ענערגיע גייט נישט פארלוירן נאר ווערט פארוואנדלט אין קינעטישע ענערגיע, וואס ווערט אנגעצייכנט דורך דער פארגרעסערטער שנעלקייט פון דער לאדונג ווען מען באוועגט זיך צו דער פאזיטיוו געלודענער פלאטע.
עלעקטרישע פאטענציאלע ענערגיע אין א האמאגענישן עלעקטרישן פעלד
די עלעקטרישע פאטענציאלע ענערגיע פון א לאדונג ווען זי איז אין א באשטימטער פאזיציע איז אומבאקאנט. אבער, אויב די לאדונג באוועגט זיך פון איין ארט צום אנדערן, קען מען באשטימען די ענדערונג אין איר עלעקטרישער פאטענציאלער ענערגיע. דעריבער, וואס איז וויכטיג איז די ענדערונג אין פאטענציאלער ענערגיע (ΔEP).
צום פארגלייך, ווען א מאנגא איז אויף איר שטאַם, האט זי גראַוויטאַציאָנעלע פּאָטענציעלע ענערגיע, אָבער איר ווערט קען נישט באַקאַנט ווערן. אויב די מאנגא ווערט באַשטימט צום באָדן דורך דער קראַפט פון גראַוויטאַציע, קען מען באַשטימען די רעדוקציע אין דער גראַוויטאַציאָנעלער פּאָטענציעלער ענערגיע פון דער מאנגא דורך חשבונות מיט דער פאָרמולע W = Δ EP = mgh, וואו m = מאַסע, g = גראַוויטאַציאָנעלע באַשטימונג, h איז די דיסטאַנץ צווישן דעם מאנגא שטאַם און דער ערד-אויבערפלאַך.
אזוי אויך, די ענדערונג אין דער עלעקטרישער פאטענציאלער ענערגיע פון א לאדונג קען מען וויסן ווען די לאדונג ווערט פארשנעלערט דורך אן עלעקטרישע קראפט פון איין פונקט צום אנדערן. ווי פריער דערקלערט, אויב א פאזיטיווע לאדונג באוועגט זיך פון א פאזיטיוו געלודענער פלאטע צו א נעגאטיוו געלודענער פלאטע, ווערט די פארקלענערונג אין דער עלעקטרישער פאטענציאלער ענערגיע פון דער לאדונג אויסגערעכנט מיט דער פארמל W = ΔEP = qEs, וואו q = עלעקטרישע לאדונג, E = עלעקטריש פעלד און s איז די דיסטאנץ צווישן די צוויי פלאטעס אדער די דיסטאנץ צווישן איין ארט און א צווייטן. אזוי אויך, אויב א נעגאטיוו לאדונג באוועגט זיך פון א נעגאטיוו געלודענער פלאטע צו א פאזיטיוו געלודענער פלאטע, ווערט די פארגרעסערונג אין דער עלעקטרישער פאטענציאלער ענערגיע פון דער נעגאטיוו לאדונג אויסגערעכנט מיט דער פארמל W = ΔEP = qEs.
עלעקטרישע פאטענציעלע ענערגיע פון צוויי פונקט לאדונגען
ענדערונגען אין עלעקטרישער פאטענציאלער ענערגיע ווערן נישט נאר דערלעבט דורך לאדונגען אין א האמאגענישן עלעקטרישן פעלד, נאר אויך אין דעם עלעקטרישן פעלד וואס ווערט פראדוצירט דורך אן איינציקער עלעקטרישער לאדונג. לאמיר זאגן אז עס איז דא אן איינציקע לאדונג Q וואס פראדוצירט אן עלעקטרישן פעלד און די לאדונג q איז אין א דיסטאנץ r פון דער לאדונג Q.
אינפֿאָרמאַציע: k (קולאָמבס קאָנסטאַנט) = 9 x 109 Nm2/C2, Q = עלעקטרישע לאדונג וואס שאפט אן עלעקטריש פעלד, q = עלעקטרישע לאדונג וואס דערפארט פארשייבונג אין דעם עלעקטרישן פעלד וואס ווערט גענערירט דורך לאדונג Q, s = r = דיסטאַנץ פון לאַדונג q פון לאַדונג Q.
אויב ביידע לאדונגען האבן דעם זעלבן סימן, + אדער –, דאן שטויסן זיך די צוויי לאדונגען אפ איינע די אנדערע אדער באוועגן זיך אוועק איינע פון די אנדערע אזוי אז די ענדערונג אין פאטענציעלער ענערגיע איז פאזיטיוו (עלעקטרישע פאטענציעלע ענערגיע פארגרעסערט זיך). דאס איז ענליך צו א מאסיווער אביעקט וואס באוועגט זיך ארויף אוועק פון דער ערד אזוי אז זיין הייך און גראַוויטאציאָנעלע פאטענציעלע ענערגיע פארגרעסערן זיך. פארקערט, אויב די צוויי לאדונגען האבן פארשידענע סימנים, ציען די צוויי לאדונגען זיך אן איינע די אנדערע אדער באוועגן זיך נענטער איינע צו די אנדערע אזוי אז די ענדערונג אין פאטענציעלער ענערגיע איז נעגאטיוו (עלעקטרישע פאטענציעלע ענערגיע פארמינערט זיך). דאס איז ענליך צו א מאסיווער אביעקט וואס באוועגט זיך אראפ צו דער ערד אזוי אז זיין הייך און גראַוויטאציאָנעלע פאטענציעלע ענערגיע פארמינערט זיך.
די עלעקטרישע קראַפט איז אַ קאָנסערוואַטיווע קראַפט, אַזוי די פאָרעם פון דער לאָדונג'ס וועג האט קיין ווירקונג אויף דער ענדערונג אין עלעקטרישער פּאָטענציעלער ענערגיע. וואָס יאָ אַפעקטירט די ענדערונג אין עלעקטרישער פּאָטענציעלער ענערגיע זענען די אָנהייב און לעצטע פּאָזיציעס פון דער לאָדונג.
אין דער קומענדיקער טעמע וועלן מיר איבערקוקן עלעקטרישן פּאָטענציאַל , אַ פיזישע קוואַנטיטעט וואָס איז ענג פֿאַרבונדן מיט עלעקטרישער פּאָטענציאַלער ענערגיע.
