Электри́ческое по́ле — одна из двух компонент электромагнитного поля, представляющая собой векторное поле[1], существующее вокруг тел или частиц, обладающих электрическим зарядом, а также возникающее при изменении магнитного поля (например, в электромагнитных волнах). Электрическое поле непосредственно невидимо, но может быть обнаружено благодаря его силовому воздействию на заряженные тела[2].Для количественного определения электрического поля вводится силовая характеристика — напряжённость электрического поля — векторная физическая величина, равная отношению силы, с которой поле действует на положительный пробный заряд, помещённый в данную точку пространства, к величине этого заряда. Направление вектора напряженности совпадает в каждой точке пространства с направлением силы, действующей на положительный пробный заряд.
В классической физике, применимой при рассмотрении крупномасштабных (больше размера атома) взаимодействий, электрическое поле рассматривается как одна из составляющих единого электромагнитного поля и проявление электромагнитного взаимодействия. В квантовой электродинамике — это компонент электрослабого взаимодействия.
В классической физике система уравнений Максвелла описывает взаимодействие электрического поля, магнитного поля и воздействие зарядов на эту систему полей.
Основным действием электрического поля является силовое воздействие на неподвижные относительно наблюдателя электрически заряженные тела или частицы. На движущиеся заряды силовое воздействие оказывает и магнитное поле (вторая составляющая силы Лоренца).
1. Дано:
S = 196 дм² = 1,96 м²
F = 2 кН = 2000 Н
p - ?
По определению:
p = F / S ;
p = 2000 Н / 1,96 м² ≈ 1020 Па .
2. Дано:
a = 7,5 см = 0,075 м
m = 15 кг
g ≈ 10 Н/кг
p - ?
Площадь опоры одной ножки стола:
S₁ = a² ;
Так как у стола 4 ножки, то общая площадь опоры стола:
S = S₁ · 4 = a² · 4 ;
Сила, с которой стол действует на поверхность - это вес стола. Поскольку стол находится в состоянии покоя, то его вес совпадает с силой тяжести, действующей на него:
P = Fтяж = m · g ;
По определению:
p = P / S ;
p = (m · g) / (a² · 4) ;
p = (15 кг · 10 Н/кг) / ((0,075 м)² · 4) =
= 150 / 0,3 Па = 500 Па .
3. Дано:
a = 80 см = 0,8 м
ρ = 2300 кг/м³ (плотность бетона)
g ≈ 10 Н/кг
p - ?
Объём бетонного куба:
V = a³ ;
По определению:
ρ = m / V ⇒ m = ρ · V = ρ · a³ ;
Сила, с которой куб действует на поверхность - это вес куба. Поскольку куб покоится, то его вес совпадает с силой тяжести, действующей на него:
P = Fтяж = m · g = ρ · a³ · g ;
Площадь опоры куба:
S = a² ;
Тогда давление, оказываемое кубом на поверхность:
p = P / S = (ρ · a³ · g) / a² = ρ · a · g ;
p = 2300 кг/м³ · 0,8 м · 10 Н/кг = 18400 Па .
4. Дано:
m = 120 кг
p = 9,8 кПа = 9800 Па
S - ?
По определению:
p = P / S ⇒ S = P / p ;
Сила, с которой статуя давит на поверхность - это вес статуи. Поскольку статуя находится в состоянии покоя, то её вес совпадает с силой тяжести, действующей на неё:
P = Fтяж = m · g ;
Тогда площадь основания статуи:
S = (m · g) / p ;
S = (120 кг · 10 Н/кг) / 9800 Па ≈ 0,12 м² .
