На кожен заряд, розміщений в електричному полі, діє сила, під дією якої він переміщується. При русі заряду електричне поле виконує певну роботу.
Роботу сил електричного поля можна розглядати як зміну потенціальної енергії, яку має кожне заряджене тіло, що перебуває в цьому електричному полі. Якщо позначити потенціальну енергію зарядженого тіла, що переміщується під дією електричних сил, у початковій і кінцевій точках траєкторії відповідно W1 і W2, то робота сил електричного поля визначатиметься за формулою
A = W1 - W2 = - (W2 - W1).
Різні пробні заряди у даній точці поля матимуть різні потенціальні енергії. Водночас відношення потенціальної енергії пробних зарядів до їх значень для даної точки поля є величиною сталою. Фізична величина, яка визначається відношенням потенціальної енергії пробного заряду, що знаходиться у даній точці електричного поля, до значення заряду, називається потенціалом.
Потенціал позначається літерою φ і записується у вигляді
Потенціал є скалярною величиною. Потенціали точок поля позитивно зарядженого тіла мають додатне значення, потенціали ж негативно зарядженого тіла мають від'ємне значення.
Одиницею потенціалу в Сl є 1 вольт (1В):
Потенціал характеризує електричне поле у даній його точці та є його енергетичною характеристикою.
Якщо позначити потенціали точок, в яких перебував пробний заряд до і після виконання роботи силами електричного поля з його переміщення.
відповідно φ, і φ 2 і врахувати, що W = φ q, то можна записати
А = W1 - W2 = q(φ1- φ 2)
Значення цієї роботи пропорційне значенню переміщуваного заряду і залежить від того, з якої в яку точку переміщується заряд.
Електростатичне поле — поле, створене нерухомими в незмінними в часі електричними зарядами (за відсутності електричних струмів). Електричне поле є особливим видом матерії, пов'язаної з електричними зарядами та передає дії зарядів один на одного.
Якщо в система заряджених тіл, то в кожній точці цього снує силове електричне поле. Його визначають силою, що діє на пробний точковий заряд, поміщений в це поле. Пробний заряд повинен бути мізерно малим, щоб не вплинути на характеристику електростатичного поля.
Електричне поле називають однорідним, якщо вектор його напруженості однаковий у всіх точках поля.
Основні характеристики електростатичного поля:
напруженість поля
електростатичний потенціал
Потенціал електричного поля — енергетична характеристика електричного поля; скалярна величина, що дорівнює відношенню потенціальної енергії заряду в полі, до величини цього заряду.
1.Почему нельзя утверждать, что объем воздуха в комнате равен сумме объемов молекул, составляющих воздух?
Потому что межмолекулярные расстояния в газах много больше размеров молекул. Не поверите, но сам воздух занимает гораздо меньше места, чем пустота.
2.В течение 30 с поезд двигался равномерно со скоростью 72 км/ч. Какой путь поезд за это время?
При равномерном движении s = v*t, где s - путь, v - скорость, t- время. Переведем скорость в СИ v = 72 км/час = 72000 м/3600 сек = 20 м/с
Тогда s = 20 *30 = 600 м
3. Мальчик массой 46 кг прыгнул на берег со скоростью 1,5 м/с с неподвижного плота массой 1 т. Какую скорость приобрел плот?
По закону сохранения импульса, импульс системы мальчик-плот до действия был равен нулю, он и после действия должен быть равен нулю. mv - Mu = 0, где m и М массы мальчика и плота, v и u скорости мальчика и плота. Из этого уравнения
u=(mv)/M = (46*1,5)/1000 = 0,069 м/сек
4.На медный шар объемом 120 см3 действует сила тяжести 8,5 Н. Сплошной этот шар или имеет внутри полость?
Табличное значение плотности меди 8,9 г/см³. Найдем плотность этого куска меди. Объем V = 120 см³, а массу найдем из формулы силы тяжести m = F/g, где F = 8,5 Н, g = 9,8 м/сек² - ускорение свободного падения.
m = 8,5/9,8 = 0, 867 кг = 867 грамм
Определим теперь плотность ρ = m/V = 867/120 = 7,22 г/см³
Вычисленная плотность меди меньше, чем табличное значение, значит в меди имеются пустоты, или это сплав меди с более легким металлом.
5.Сила 30 Н растягивает пружину на 5 см, Какова сила, растягивающая пружину на 8 см?
По закону Гука определим коэффициент жесткости k=F/x,
где F = 30 Н -растягивающая пружину, х = 0,05 м - растяжение пружины. Отсюда
k = 30/0,05 = 600 Н/м
Зная жесткость найдем силу, необходимую для растяжения этой пружины на х₁ = 0,08 м
F₁ = kx₁ = 600*0,08 = 48 Н
